Edição 3 | Setembro | 2014
revista
engenharia
brasil alemanha
Energia 2030
Tendências e Tecnologias do Amanhã
Exemplo de Sucesso
Eficiência Energética
Energia Solar
Smart Grid: eficiência e
confiabilidade ao sistema elétrico
Energia continua a ser um dos
maiores desafios da indústria
O desafio das células solares
de terceira geração
Editorial
Precisão
alemã.
Energia
brasileira.
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Carta ao Leitor
Caros amigos da VDI-Brasil,
A energia é essencial para a qualidade de vida de qualquer habitante da Terra. Tanto as grandes cidades,
quanto pequenos vilarejos precisam de energia no dia a dia. Atualmente, energia não é luxo; é uma das necessidades básicas de nossa economia, do crescimento do PIB de cada nação e é, também, um assunto que
está na pauta de todos os governos. Interessante é que somente sentimos a “presença da energia” quando ela
não está presente. Aí sabemos que ela não é luxo, e sim uma necessidade!
O assunto energia está em constante desenvolvimento e mudança. O mundo está se voltando cada vez
mais para as energias renováveis e sustentáveis. A ONU, por exemplo, iniciou em 2014 a década da “Energia
Sustentável para Todos”. Com essa campanha, a ONU quer que, em 2030, todos os países tenham acesso às
tecnologias modernas para a geração de energia, que consigam dobrar a eficiência energética e, finalmente,
que consigam duplicar a quantidade de energia gerada por fontes renováveis.
Quando se fala de energia renovável, pode-se dizer que o Brasil é um país abençoado “por natureza”. Estima-se que 70,6% da energia elétrica gerada no Brasil provém de fonte hidráulica. Temos a alegria de poder
dizer que possuímos uma das maiores, mais eficientes e mais modernas hidrelétricas do mundo: a usina de
Itaipu. Somando-se energia hidráulica, energia proveniente da biomassa (7,6%) e eólica (1,1%), chegamos a
quase 80% da energia elétrica nacional gerada por meio de fontes renováveis. No mundo, para vocês terem
um comparativo, a geração de energia com fontes renováveis chega somente a 20%.
E o Brasil quer mais: temos importantes “megaprojetos” que, juntos, devem aumentar de forma considerável a capacidade instalada no Brasil, reduzindo a dependência das termoelétricas. Dentre os “megaprojetos”
gostaria de destacar três importantes investimentos: a nova usina hidrelétrica de Belo Monte; o investimento no maior parque eólico do Brasil no Rio Grande do Sul; e Angra III, a terceira usina da Central Nucelar
Almirante Álvaro Alberto em Angra dos Reis.
Já na Alemanha, a aposta é na “Virada Energética”, que se refere à transformação do abastecimento alemão
de energia, abandonando petróleo, carvão, gás e energia atômica, rumo às energias renováveis. Até 2050,
pelo menos 80% do abastecimento elétrico e 60% de todo o abastecimento energético deverão vir de fontes
renováveis de energia.
Assim como nas edições anteriores, o tema da nossa revista alinha-se ao nosso principal evento, o “Dia
da Engenharia Alemã”, que, neste ano, tem a alegria de poder apresentar as mais importantes tendências e
tecnologias existentes na geração energética. Não deixe de participar deste evento que acontecerá no dia 16
de outubro de 2014, em São Paulo.
A Revista Engenharia Brasil-Alemanha resume, por fim, com alta qualidade, o que há de mais moderno no universo da energia. Trabalhamos
com muito entusiasmo e “energia” para fazer desta revista um high-light
tecnológico!
Boa leitura!
Com você de A a Z
Christian Müller
Presidente da VDI-Brasil
Índice
06
Dependência hidráulica ainda mostra fragilidade do sistema energético
10
14
A energia do Oiapoque ao Chuí
19
Modelo de compra e venda de energia completa dez anos
22
Caminho da energia elétrica: da geração ao
consumo
Itaipu: a energia em recordes
32
Energia eólica mostra expansão espetacular
48
36
Hamburgo, alicerce da revolução energética
alemã
40
46
Goldisthal: a reserva do ouro
56
58
62
68
72
78
82
86
Eficiência Energética no lar
O papel da eficiência energética na sociedade
Tecnologias de armazenagem deixam marcas
na natureza
O que se deve saber sobre a Virada Energética
Cientistas estudam energia regenerativa e
eletricidade do futuro
Viver na casa do futuro
Cogeração, jeito inteligente de produzir energia
Smart Grid: eficiência e confiabilidade ao sistema elétrico
O desafio das células solares da terceira geração
Biomassa: a energia verde
Energia continua a ser um dos maiores desafios da indústria
90
www.vdibrasil.com
Revista Brasil-Alemanha é uma publicação da VDI-Brasil - Associação de Engenheiros Brasil-Alemanha.
CONSELHO EDITORIAL: Edgar Horny (Presidente de Honra VDI-Brasil), Christian Müller (Presidente VDI-Brasil), Matthias Neisser (Diretor Executivo VDI-Brasil), Thomas Timm
(Tesoureiro) | JORNALISTA RESPONSÁVEL: Ana Paula Calegari - MTB 13477 | REDAÇÃO: Vladimir Goitia (Reportagens e Textos), Ana Paula Calegari e Priscila Kesselring (Textos,
Reportagens e Revisão) | TRADUÇÃO: Renata Dias Mundt | FOTOS DE CAPA: Istockphoto e Divulgação | EQUIPE DE CRIAÇÃO: Flávia Viana, Willian Marcucci, Stella Braga e
Elivelto de Paula | IMPRESSÃO: IMPRESSUL Indústria Gráfica Ltda. | TIRAGEM: 20.000 | COORDENAÇÃO COMERCIAL/ ADMINISTRATIVO: Tatiane Milani/ Giselle Botelho Soares
Energia na Europa
fatores, o preço de varejo da eletricidade no setor
industrial subiu 3,5% ao ano entre 2008 e 2012. Isso
significa que, no bloco europeu, as companhias pagam duas vezes mais pela eletricidade do que seus
concorrentes nos Estados Unidos, por exemplo.
Em relação ao gás, o setor produtivo ainda tem que
arcar com valores entre três a quatro vezes maiores. Isso não é sustentável para as indústrias de alto
consumo energético que enfrentam forte concorrência mundial. Por essa razão, a Europa precisa
agir. Precisamos garantir pelo menos que a diferença dos preços do gás e da eletricidade não continue
a aumentar. O estudo de preço demonstra como é
importante atingir nossas metas de energia e clima
com uma boa relação custo-benefício.
Voltando à questão do clima, já existe uma posição comum? Durante um encontro em março deste
ano, os chefes de Estado e de governo da União Europeia discutiram a proposta da Comissão Europeia
sobre esse tema. E um acordo referente à estratégia
política de 2030 deverá ser conseguido assim que
possível, o mais tardar em outubro de 2014, a tempo das discussões sobre o clima em Paris, previsto
para 2015. É importante que a União Europeia aja
imediatamente e, dessa forma, ofereça um quadro
previsível para as companhias. Os investidores no
setor de energia consideram que o ano de 2020 foi
ontem e 2030 será amanhã.
Mercado e subsídios também estão em discussão?
Não se pode discutir sobre concorrência industrial e
política de energia na Europa sem destacar a necessidade de melhorias no mercado interno de energia. Mercados abertos são essenciais para incentivar
os preços e a inovação nesse setor. Eles estimulam a
entrada de novos concorrentes no mercado e, dessa
forma, permitem que os consumidores encontrem
melhores serviços e preços mais acessíveis. A União
Europeia está tomando providências para garantir
que o mercado interno possa funcionar melhor, por
O abastecimento energético é um dos maiores desafios que a Europa enfrenta atualmente. A
perspectiva de um aumento do preço da energia
e a dependência crescente das importações ameaçam o fornecimento e põem em risco a economia
do bloco. Existe também a necessidade de reduzir
as emissões de gases do efeito estufa para limitar
as alterações climáticas. Nos
próximos anos, deverão ser
feitos enormes investimentos
para adaptar as infraestruturas energéticas da Europa às futuras necessidades.
A seguir, leia a entrevista de
Günther Oettinger, Vice-Presidente da Comissão Europeia de Energia, concedida à
equipe VDI-Brasil.
Qual a importância e o papel da energia na indústria europeia? Na União Europeia, a energia elétrica
e a indústria são dois lados da mesma moeda. Uma
base industrial sólida é a pré-condição para o fortalecimento da nossa economia, para a excelência
de nossas pesquisas e para a quantidade e qualidade
de empregos que oferecemos. A indústria responde
por mais de 80% das exportações do bloco europeu
e por 80% das pesquisas privadas e inovações. Ao
mesmo tempo, a eletricidade afeta 90% da atividade econômica, especialmente as indústrias de alta
intensidade, em segmentos como aço, produtos
químicos, cimento, vidro, papel, automóveis e aeronáutica. Essa estreita relação entre os dois setores precisa ser refletida tanto na política de energia
quanto na estratégia industrial da Comissão Europeia. Reafirmo que uma base industrial sólida tem
extrema importância para nosso modelo econômico e social. Isso deve ser refletido na forma como
definimos nossas políticas de energia e clima.
4 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Nessa política de energia e clima, como se insere a
questão de emissão de gases? Em 22 de janeiro deste
ano, a Comissão Europeia (CE), órgão executivo da
União Europeia, apresentou planos para uma estratégia de clima e energia para o ano de 2030. Um dos
principais objetivos é reduzir, até 2030, as emissões
de gases de efeito estufa em 40%, em comparação ao
nível registrado em 1990. Trata-se de um plano muito ambicioso, pois implica a triplicação da velocidade de redução nas emissões entre 2020 e 2030, em
comparação com a velocidade a ser adotada até o ano
de 2020. Além disso, precisamos ter em mente que a
União Europeia é responsável por aproximadamente
11% das emissões de gases do efeito estufa em todo o
mundo. Portanto, ela não conseguirá progredir sem
apoio, caso queira preservar sua competitividade
industrial. Precisamos da participação de parceiros
globais na nossa luta contra as mudanças climáticas.
E como anda o uso de fontes alternativas de energia? Em relação às quotas de renováveis no consumo
de energia, a Comissão Europeia busca uma meta
vinculativa de, no mínimo, 27% no âmbito da União
Europeia. Um novo sistema de governança deverá
garantir que esse ambicioso objetivo possa ser atingido. É importante estabelecer metas claras para proporcionar segurança jurídica e confiança que permitam garantir e gerar investimentos necessários em
energias renováveis e na respectiva tecnologia. Além
disso, precisamos renovar nossos esforços em relação
à eficiência energética. A Comissão está analisando o
avanço dos Estados-membros para alcançar as metas atuais de eficiência energética. Vale ressaltar que
medidas eficazes de eficiência energética serão essenciais para atingir os objetivos até 2030.
Como vem sendo administrada a política de preços? Junto à estratégia de clima e energia elétrica
para 2030, a Comissão Europeia apresentou um estudo sobre custos e preços da energia na União Europeia. Esse levantamento mostra que, entre outros
Foto: Istockphoto
Foto: Divulgação
Fornecimento de energia:
um dos maiores desafios da UE
exemplo, ao lidar com os efeitos de distorção dos
subsídios de energia e controles de preço. Entretanto, um pré-requisito para que um mercado interno
funcione adequadamente é uma infraestrutura bem
desenvolvida.
E o que vem sendo feito para isso? Com o objetivo
de acelerar a conclusão das redes de gás e eletricidade, a Comissão Europeia apresentou, em outubro
do ano passado, uma lista dos chamados “Projetos
de Interesse Comum”. São cerca de 250 projetos
que se beneficiam de procedimentos acelerados de
licenciamento e de melhorias nas condições regulamentares, além da possibilidade de ter acesso a
financiamentos da Connecting Europe Facility. A
partir dessa linha de crédito, 5,85 bilhões de euros
foram disponibilizados à infraestrutura de energia
transeuropeia para o período de 2014 a 2020. O desenvolvimento da infraestrutura também é um fator importante da nossa estratégia para aumentar a
segurança de energia. A crise do gás em 2009 mostrou como é importante que os Estados-membros
estejam bem conectados, de modo a poderem ajudar uns aos outros nos momentos de necessidade.
Considerando os recentes acontecimentos na Ucrânia, a segurança energética é um fator de extrema
relevância na Europa. Recentemente, a Comissão
Europeia realizou um estudo detalhado sobre isso e
apresentou uma nova Estratégia Europeia de Segurança de Energia.
Qual a principal conclusão sobre esses acontecimentos? Precisamos promover uma maior integração entre os nossos mercados para que possamos
superar os desafios que a União Europeia enfrenta
atualmente no setor de energia. Uma abordagem
fragmentada não nos levará muito mais longe, considerando que uma verdadeira “europeização” da
política de energia trará benefícios a longo prazo,
tanto para a população do bloco quanto para os negócios europeus.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 5
Planejamento
Perspectivas do setor contrastam com a situação atual; até 2022, estimam-se
investimentos de R$ 260 bilhões em geração e transmissão de eletricidade no País
Por Vladimir Goitia
Da usina de Marmelos a Belo Monte, de Henry
Borden a Itaipu, passando por Paulo Afonso, Furnas, Tucuruí, Xingó, Jirau e Santo Antônio, as grandes hidrelétricas em operação e as que estão em
construção são os pilares que sustentam - e ainda
devem sustentar - o sistema elétrico brasileiro. Pior
é que parece ser uma tendência ainda a ser adotada
em projetos futuros, em especial aqueles localizados na Amazônia, onde ainda se concentra o grande potencial hidrelétrico.
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Há muito tempo o Brasil não ficava tão dependente de chuvas como agora, por conta das usinas
hidrelétricas construídas a fio d’água, aquelas que
não dispõem de reservatórios ou os têm, mas em
dimensões menores do que deveriam ter. Para especialistas do setor, a exploração intensiva do potencial hidráulico brasileiro nas últimas décadas
mostrou a vulnerabilidade e a limitação desses empreendimentos no que diz respeito à capacidade de
gerar energia elétrica.
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“Estamos bastante tranquilos
apesar do problema da falta de
chuvas, além de estarmos bem
preparados para enfrentar qualquer
adversidade”, afirma Tolmasquim, o
presidente da EPE.
Na avaliação dele, o momento nem se compara
ao de 2001, quando houve
necessidade de racionar
eletricidade.
“A energia acumulada
nos reservatórios em 2001
chegava a 72,7%, e este ano
caiu para 39%”, compara.
Mesmo assim, de acordo
com Tolmasquim, o risco
de racionamento é “muito baixo” e “muito menor”
quando comparado ao
daquele ano. No início de
maio, durante um evento
sobre o setor energético,
Tolmasquim declarou, entretanto, que o governo
“não pestanejaria” caso fosse necessário racionalizar ou até mesmo racionar energia.
“Estamos bastante tranquilos apesar do problema
da falta de chuvas, além de estarmos bem preparados para enfrentar qualquer adversidade”, afirma
o presidente da EPE. Ele lembra que, entre 1996 e
2000, o consumo de energia no País cresceu 26,5% e
a capacidade instalada, 24,6%. Ou seja, praticamente no mesmo patamar. “Já entre 2001 e 2013, o consumo aumentou 58%, mas a capacidade instalada
para gerar energia teve uma expansão muito mais
expressiva, de 72,4%”, argumenta Tolmasquim.
Indagado sobre se a aposta que o governo federal
fez na geração hídrica teria sido equivocada ou não,
o presidente da EPE esquivou-se e disse que hoje há
uma diversificação significativa da matriz energética brasileira. Segundo ele, em 2001, a dependência hidrelétrica era de 82%, e hoje caiu para 65%. E
pode até ser menor.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 7
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Dependência hidráulica
ainda mostra fragilidade
do sistema energético
Entretanto, o cenário não é tão animador como
estima o governo federal. Roberto D’Araújo, diretor do Instituto de Desenvolvimento Estratégico
do Setor Energético (Ilumina), lembra que, nas
décadas de 1970 e 1980, os reservatórios construídos na região Amazônica armazenavam volume
de água equivalente a pelo menos dois anos de
consumo de energia. Hoje, na avaliação dele, não
passam de cinco meses.
“É impossível fazer mais reservatórios de água
na Amazônia”, adverte D’Araújo, também fundador do Ilumina e um dos maiores especialistas
brasileiros na área. “Se quisermos, por exemplo,
aumentar em mais um mês o equivalente do consumo de energia, teríamos de ampliar em 20% a
capacidade dos reservatórios. Isso significa um
Rio São Francisco inteiro, mas não existe mais lugar para isso”, acrescenta.
Embora o País tenha reforçado seu sistema de
transmissão nos últimos 12 anos e aumentado sua
base de geração térmica, o momento energético
nacional é de extrema fragilidade, na opinião de
D’Araújo. Primeiro, porque não está chovendo e,
depois, porque o consumo de eletricidade continua
alto. Assim, ainda de acordo com o diretor do Ilumina, o risco de decretar racionamento, como em
2001, vem aumentando.
Em recente levantamento, a PSR, uma das consultorias mais respeitadas no setor, também adverte
sobre esse risco. O estudo da consultora mostra que
chegaram a quase 50% as chances de que os estoques de água nos reservatórios caiam abaixo de um
décimo de sua capacidade até o fim do ano. Se isso
de fato ocorrer, o Brasil terá mesmo de iniciar o racionamento. A PSR lembra que o limite de 10% de
estoque de água é considerado o mínimo para que
as hidrelétricas possam operar com segurança.
D’Araújo afirma ainda ser impossível determinar
quanto tempo poderá durar a fragilidade do sistema à qual chegou o Brasil. “O que é possível afirmar
é que o governo sabia que a situação tomava esse
rumo, e não foi por falta de alerta. Desde 2010, informávamos sistematicamente sobre o decréscimo
da capacidade dos reservatórios das hidrelétricas”,
diz o consultor do Ilumina.
O presidente da Empresa de Pesquisa Energética (EPE), Maurício Tolmasquim, reconhece que
o Brasil enfrentou nos dois primeiros meses deste
ano a “pior situação hidrológica desde 1931, principalmente nas regiões Sul, Sudeste e Nordeste”.
Perspectivas otimistas
Apesar das dificuldades e da vulnerabilidade do
sistema, as perspectivas do setor são invejáveis e
contrastam com a situação atual. Até 2022, o governo estima investimentos de R$ 260 bilhões em obras
de geração e transmissão de energia elétrica. Esse
montante representa, de acordo com o PDE 2022,
22,6% do total dos cerca de R$ 1,15 trilhão (cerca de
US$ 520 bilhões) esperado para investimentos em
energia como um todo, que inclui também toda a
cadeia de petróleo e gás.
O PDE 2022, usado como referência para cálculos pelo setor energético sobre aquilo que se planeja de expansão para os próximos dez anos, projeta
ainda que a capacidade instalada do País salte dos
8 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
atuais 135 mil MW (inclui a potência outorgada)
para pouco mais de 183 mil MW em 2022. Vale
ressaltar que o Brasil possui hoje 3.152 empreendimentos energéticos em operação, que conseguem
gerar 128.286 MW de potência instalada. Para os
próximos anos está prevista uma adição de 35.950
MW na capacidade de geração, provenientes de 191
empreendimentos em construção e outros 525 que
foram outorgados pelo governo.
O PDE 2022, aprovado pelo Ministério de Minas
e Energia (MME) no início deste ano, aponta ainda
que, ao longo dos próximos dez anos, a participação das fontes renováveis na capacidade instalada
de geração elétrica no Sistema Interligado Nacional (SIN) crescerá de 83,8%, em 2012, para 85,8%
em 2022. Esse aumento expressivo, segundo a EPE,
deve ocorrer principalmente devido ao crescimento
da participação do parque eólico, que sairá de 1,5%,
no final de 2012, para 9,5% em 2022.
“O aumento reflete a manutenção da competitividade desta fonte no horizonte decenal. Assim, estima-se uma capacidade instalada de usinas eólicas
de 17,4 mil MW em 2022, significativamente acima
dos 1,8 mil MW verificados ao final de 2012”, informa a EPE no estudo. A estimativa do governo está
aquém do que a Associação Brasileira de Energia
Eólica (ABEEólica), entidade que congrega e representa o setor, estima, que é 21.800 MW.
Apesar da perda de participação relativa das hidrelétricas, que deverá cair de 71%, em 2012, para
Petróleo e gás
Já a cadeia de petróleo e gás natural (exploração e
produção, refino, oferta de derivados e infraestrutura de transporte) pode abocanhar pouco mais de
72,5% desse montante, ou cerca de R$ 835 bilhões
(US$ 380 bilhões). De acordo com o PDE 2022, apenas em exploração e produção de petróleo os investimentos previstos podem alcançar R$ 625 bilhões.
Ainda segundo as estimativas da EPE, a produção nacional de petróleo, atualmente na casa dos 2
milhões de barris por dia (bpd), pode mais do que
dobrar nesse mesmo período e pular para 5 milhões
de bpd, sendo a demanda projetada para o final do
período de aproximadamente 3 milhões de bpd.
A quase totalidade do excedente, em torno de 2
milhões de bpd, deverá ser direcionada à exportação. Mesmo com o significativo aumento da produção, prevê-se mais que a duplicação das reservas
provadas, chegando-se a cerca de 40 bilhões de barris de petróleo e 1,5 trilhão de metros cúbicos de
gás natural no horizonte do plano.
O órgão estatal projeta também uma ampliação
do gás nacional na oferta, de um patamar de 47
milhões de metros cúbicos por dia (m³/dia), este
ano, para 112 milhões de m³/dia em 2021, excluindo a região Norte do país. Somando as importações de 30 milhões de m³/dia de gás da Bolívia e
de 41 milhões de m³/dia de gás natural liquefeito
(GNL), a oferta total de cerca de 98 milhões de m³/
dia, em 2012, pularia para 183 milhões de m³/dia
em 2021. Esses cenários, traçados tanto por órgãos
públicos como por consultoras privadas, mostram
que a área de petróleo e gás no Brasil pode mesmo
apresentar a maior movimentação de recursos nos
próximos dez anos.
“Esse setor reúne todas as condições para isso”,
avalia Adriano Pires, diretor do Centro Brasileiro
de Infraestrutura (CBIE), empresa de consultoria e
informação especializada e gestão de negócios no
mercado de energia. Mas, alerta o consultor, “a concretização dessas projeções dependerá do cenário
econômico internacional e dos planos do governo
nesse campo, principalmente se levarmos em conta
a forte intervenção que vem exercendo nesse setor,
que acabou praticamente sendo politizado”.
Pires acredita que, para atrair os recursos necessários para desenvolver a área de petróleo e gás, além
do pré-sal, o governo terá de abrir mão de um pacote que permita colocar o Brasil de novo na rota do
interesse dos investidores.
Foto: Istockphoto
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O Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE
2022), elaborado pelo órgão que ele preside, deixou
de fora pelo menos 17 usinas de aproveitamento hidrelétrico previstas no Programa de Aceleração do
Crescimento (PAC). A exclusão indica que o próprio governo não acredita nessas obras no horizonte
dos próximos dez anos. Isso porque existem problemas complexos que precisam ser contornados para
que esses projetos se tornem viáveis. Alguns deles
estão ainda em fase de estudo de viabilidade ou de
inventário e, dentro do horizonte do PDE, não se
pode considerar que ficarão prontos.
O PDE 2022, aponta que, ao longo
dos próximos dez anos, a participação das fontes renováveis na
capacidade instalada de geração
elétrica no sistema Interligado
Nacional (SIN) crescerá 83,8%, em
2012, para 85,8% em 2022.
65% em 2022, projeta-se uma expansão significativa de mais de 34 mil MW de geração hídrica no
horizonte decenal – sendo este o maior crescimento absoluto em termos de capacidade instalada.
No âmbito regional, a maior expansão hidrelétrica
deve ocorrer na região Norte, devido à entrada em
operação de grandes empreendimentos, com destaque para a usina de Belo Monte, cuja motorização
deve levar três anos com a entrada em operação de
seis máquinas de 611,1 MW por ano.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 9
Distribuição
Sistema Interligado Nacional (SIN)
A energia do
Oiapoque ao Chuí
Centros de Operação
5
Realizam a coordenação, supervisão e controle
de toda matriz energética brasileira
Por Vladimir Goitia
50 mil
O Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS)
lembra que o Brasil possuía sistemas elétricos desconectados, o que impedia uma operação eficiente
das bacias hidrográficas regionais e de transmissão
de energia elétrica entre as principais usinas geradoras. Hoje, o Sistema Interligado Nacional (SIN)
de eletrificação permite que as diferentes regiões
permutem energia entre si, quando uma delas apresenta queda no nível de reservatórios.
Como o regime de chuvas é diferente nas regiões Sul, Sudeste, Centro-Oeste, Norte e Nordeste,
os grandes troncos (linhas de transmissão de alta
tensão) permitem que regiões com produção insuficiente de energia sejam abastecidas por centros
de geração em situação favorável. Essa coordenação é feita pelo ONS, cuja função básica é controlar a operação física das instalações de geração e
de transmissão de energia elétrica no SIN, onde a
predominância é de usinas hidrelétricas, privilégio
restrito ao Brasil no mundo todo.
Para operar o SIN, o ONS conta com 5 Centros de
Operação espalhados pelo País, que realizam, ininterruptamente, a coordenação, supervisão e controle de
toda a matriz energética brasileira. Para ter uma ideia
desse trabalho, esses Centros controlam mais de 50 mil
ocorrências diárias; recebem, a cada 4 segundos, mais
de 40 mil informações; gravam mais de 10 milhões de
registros por dia; e têm à disposição quase 800 instruções de operação e mais mil diagramas atualizados.
A cada 04
segundos
+
40 mil
Informações
800
Instruções de
operação
10 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Foto
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Gravam mais
10
milhões
registros por dia
Smart Grid
Foto: Istockphoto
Do extremo Norte ao extremo Sul do País existem
quase 5.600 cidades, algumas no meio da floresta,
outras em regiões onde pode se chegar apenas a pé.
Não importa o tamanho, mas todas precisam de
energia elétrica. Não é à toa que as linhas de transmissão no Brasil somam mais de duas vezes a volta
ao redor da Terra. São cerca de 900 linhas que, se
emendadas, chegariam a 100 mil quilômetros. As
empresas da Eletrobras, estatal de capital aberto,
controlada pelo governo, são responsáveis por quase 60 mil quilômetros delas.
Até 2018, outros 13 mil quilômetros de novas linhas de transmissão e 39 subestações vão absorver
quase R$ 18 bilhões em investimentos, de acordo
com a Empresa de Pesquisa Energética (EPE). Isso,
segundo a EPE, deve garantir as condições para
atender às necessidades de intercâmbio entre as
regiões do País, até porque as maiores e principais
usinas hidrelétricas estão situadas a distâncias consideráveis dos centros consumidores.
Vale ressaltar que, depois de deixar a usina, independentemente do tipo da fonte geradora, a energia
elétrica exige infraestrutura suficiente para o tráfego de energia de tensões que variam de 88 kV (quilovolts) a 750 kV. E é somente ao chegar às subestações das distribuidoras que a tensão é rebaixada.
Depois, por meio de um sistema composto por fios,
postes e transformadores, ela vai para as unidades
finais em 127 volts ou 220 volts.
Ocorrências Diárias
O sistema brasileiro de transmissão de energia
ainda difere daquele em operação ou em fase de
experimentação em alguns países europeus e nos
Estados Unidos, onde prevalece o chamado Smart
Grid, ou rede inteligente. A Agência Nacional de
Energia Elétrica (Aneel) já regulamentou esse
sistema, no qual é aplicada a tecnologia da informação para automatizar a rede elétrica e torná-la
mais ágil e eficiente.
Em tempos de escassez de chuvas, como a que o
Brasil vem vivenciando este ano em algumas regiões de alto consumo energético, o uso dos Smart
Grids poderia poupar a população de apagões ou
racionamento. Contudo, esse sistema ainda está em
fase de experiência em algumas distribuidoras.
“É um caminho sem volta”, diz Djalma Mosqueira Falcão, professor titular do Programa de Energia
Elétrica da COPPE/UFRJ, ao se referir à eficácia do
sistema, que permitirá aos brasileiros acompanharem, em tempo real, o consumo de energia, o preço
em determinado horário do dia e até vender energia gerada em casa para as concessionárias.
Distribuição
O sistema de distribuição de energia elétrica no Brasil,
regulado por regras dispostas em resoluções da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), é operado por
63 concessionárias, entre as quais nove estão no Norte,
11 no Nordeste, cinco no Centro- Oeste, 21 no Sudeste
e 17 no Sul do País. Essas distribuidoras são agrupadas
por critérios regionais e número de consumidores.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 11
Foto: Istockphoto
O sistema brasileiro de transmissão de energia ainda difere daquele
em operação ou em fase de experimentação em alguns países
europeus e nos Estados Unidos, onde prevalece o Smart Grid.
Antes da privatização do setor no início da década
de 2000, as empresas eram verticalizadas e não havia separação dos negócios da cadeia produtiva (geração, transmissão e distribuição). Hoje independentes, as distribuidoras são o elo entre o setor de
energia elétrica e a sociedade, visto que suas instalações recebem das companhias de transmissão todo
o suprimento destinado ao abastecimento no País.
O documento denominado Procedimentos de
Distribuição (Prodist) dispõe disciplinas, condições, responsabilidades e penalidades relativas à
conexão, planejamento da expansão, operação e
medição da energia elétrica. Estabelece ainda critérios e indicadores de qualidade para consumidores
e produtores, distribuidores e agentes importadores
e exportadores de energia.
De acordo com dados da Aneel, o Brasil conta
com mais de 72 milhões de Unidades Consumidoras (UC), em 99% dos municípios brasileiros.
São chamadas UCs os conjuntos de instalações e
equipamentos elétricos caracterizados pelo recebimento de energia elétrica em um só ponto de
entrega, com medição individualizada e correspondente a um único consumidor. Do total de
UCs espalhados no território nacional, 85% são
residenciais.
O setor de distribuição é um dos mais regulados
e fiscalizados do setor elétrico; além de prestar
serviço público sob contrato com o órgão regulador do setor. A conexão e o atendimento ao
consumidor, qualquer que seja o seu porte, são
realizados pelas distribuidoras de energia. Além
delas, as cooperativas de eletrificação rural - entidades de pequeno porte - transmitem e distribuem energia elétrica exclusivamente para os associados. Subestações alteram a tensão da energia
elétrica recebida.
Essas instalações são mantidas tanto por companhias transmissoras quanto distribuidoras. Energia
distribuída é a energia efetivamente entregue aos
consumidores conectados à rede elétrica de uma
determinada empresa de distribuição. Essa rede
pode ser aérea, suportada por postes, ou por dutos
subterrâneos com cabos, fios ou fibras ópticas. Do
total da energia distribuída, o setor privado é responsável por 67% dela.
Principais empresas de transmissão
Total de linhas em km
Furnas
20.000
18.588
Chesf
12.316
CTEEP
11.300
Eletrosul
Eletronorte
9.888
Cemig
7.506
6.055
CEEE
Copel
1.913
12 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Foto: Istockphoto
Caminho da energia elétrica:
da geração ao consumo
Passo a passo da energia elétrica, da geração até o consumidor final, seja este
residencial, industrial, comercial ou de serviços.
Geração
Energia termelétrica
Unidades geradoras
O primeiro passo para produzir energia elétrica é obter a força necessária e suficiente
para fazer girar turbinas de usinas de eletricidade. Essa força pode ser obtida de diversas
fontes de energia primária. No Brasil, a energia elétrica vem, em primeiro lugar, de usinas
hidrelétricas. Depois, de termelétricas (gás,
petróleo, biomassa e carvão mineral, entre outros), eólica e, por último, de usinas nucleares.
Em regiões com poucos recursos hidrográficos, mas com boas reservas de óleo, carvão
mineral, biomassa e de gás, é possível girar as
hélices das turbinas com a força do vapor resultante da queima desses combustíveis. Para
isso, são construídas usinas termelétricas. A
maioria delas usa fontes primárias consideradas não renováveis, mas em alguns lugares do
Brasil já é possível gerar energia queimando
combustíveis alternativos, como a biomassa
(bagaço de cana, casca de arroz e celulose).
Até maio deste ano, as termelétricas geravam
39 mil MW.
ção CP
Foto: Divulga
FL
Energia hidrelétrica
Em países como o Brasil, que possui inúmeros rios com grandes desníveis,
uma das soluções mais econômicas encontradas para fazer girar turbinas foi
aproveitar a força das águas. Para isso, foram - e ainda são - construídas usinas
hidrelétricas. Nelas, uma barragem ou represa controla a força das águas do rio.
Até maio, as mais de mil hidrelétricas geravam quase 87 mil MW. Construída e
administrada pelo Brasil e Paraguai, Itaipu, no Rio Paraná, é a segunda maior
do mundo em potência instalada, com 14 mil MW de capacidade de geração,
atrás apenas de Três Gargantas, na China.
14 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
çã
Foto: Divulga
o CPFL
Energia eólica
A transformação da energia do vento em energia útil está entre as mais limpas e renováveis. A energia eólica no Brasil começou em 1992, com o início da
operação comercial do primeiro aerogerador, de apenas 225 kW de potência,
instalado no arquipélago de Fernando de Noronha (Pernambuco). De lá para cá
muita coisa mudou. E as perspectivas para gerar energia com a força dos ventos é promissora. Ao todo,
já são quase 150 parques
eólicos funcionando no
Energia nuclear
País, que geram cerca de 4 mil MW. Em 2018,
as usinas eólicas devem gerar pelo menos 14 mil
Na natureza, algumas substâncias, como o
MW, energia suficiente para abastecer 20 milhões
urânio, têm núcleos atômicos extremamente
de residências.
pesados e instáveis, que podem ser divididos
em partículas menores se forem bombardeados por nêutrons. Os nêutrons, ao atingir um
núcleo de urânio, provocam sua quebra em
dois núcleos menores e a liberação de mais
Transmissão
nêutrons, que, por sua vez, irão atingir outros
núcleos de urânio e provocar novas quebras.
Subestações
Essa é uma reação em cadeia que gera energia.
A energia sai da usina direto para estações de transAs usinas nucleares brasileiras em operação –
missão, onde passa por transformadores que aumenAngra 1 e Angra 2 –ficam em Angra dos Reis,
tam sua voltagem. Em seguida, segue pelas linhas de
no Rio de Janeiro, e pertencem à Eletronuclealta tensão. Como as usinas são, geralmente, consar. As duas geram menos de 2.000 MW. A tertruídas longe dos centros consumidores (cidades e
ceira usina deve entrar em operação em 2016.
indústrias), a eletricidade precisa viajar por longas
distâncias, em um complexo sistema de transmissão.
Ela é transportada através de cabos aéreos, revestidos
por camadas isolantes e fixados em grandes torres de
rede de transmissão. Outros elementos importantes
abaixam a sua tensão, para que possa ser iniciado
das redes de transmissão são os isolantes de vidro ou
o processo de distribuição. Apesar de mais baixa, a
porcelana, que sustentam os cabos e impedem destensão ainda não é adequada para o consumo imecargas elétricas durante o trajeto.
diato. Por isso, transformadores menores são instaNo caminho, a eletricidade passa por diversas sulados nos postes das ruas.
bestações, onde aparelhos transformadores aumentam ou diminuem sua voltagem, alterando o que
Sistema Interligado Nacional (SIN)
chamamos de tensão elétrica. No início do percurO sistema de transmissão brasileiro, consideraso, os transformadores elevam a tensão, evitando a
do um dos maiores do mundo, é controlado pelo
perda excessiva de energia. Quando a eletricidade
chega perto dos centros de consumo, as subestações
diminuem a tensão elétrica, para que ela possa chegar às residências, empresas e indústrias. A partir
daí, os cabos prosseguem por via aérea ou subterrânea, formando as redes de distribuição.
Depois de percorrer o longo caminho entre as usinas e os centros consumidores nas redes de transmissão, a energia elétrica chega a subestações que
Foto: Istockphoto
Distribuição
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 15
Eletricidade, o serviço mais
universalizado do Brasil
A eletricidade, que chega até o consumidor final, pode ter viajado centenas ou milhares de quilômetros
em linhas de transmissão. Além disso, pode ter sido gerada por diferentes usinas ao longo do ano.
Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), que
engloba empresas de todo o País que trabalham de
forma interligada. A estatal Eletrobras possui mais
da metade das linhas de transmissão. O Sistema Interligado Nacional (SIN), formado basicamente por
empresas de geração, transmissão e distribuição do
país, permite o intercâmbio de energia elétrica entre
as diversas regiões brasileiras.
Isso significa que a eletricidade que chega até o consumidor final pode ter viajado centenas ou milhares
de quilômetros em linhas de transmissão. Além disso, pode ter sido gerada por diferentes usinas ao longo do ano. Apesar de o SIN abastecer a maior parte
do País, alguns sistemas menores e isolados também
são utilizados, principalmente nas regiões Norte e
Nordeste. Os sistemas isolados geram a energia que
vai ser consumida apenas em uma determinada localidade ou até mesmo por uma só indústria.
Distribuição
Atualmente, o Brasil possui 63 concessionárias do
serviço público de distribuição de energia elétrica,
além de um conjunto de permissionárias (cooperativas de eletrificação rural que passaram pelo processo de enquadramento como permissionária de
serviço publico de distribuição de energia elétrica).
As empresas responsáveis pela distribuição também
16 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
instalam, em cada local de consumo, um pequeno
aparelho que consegue medir a quantidade de energia por eles utilizada.
A medição é feita por hora e chamamos de horário de pico o momento em que uma localidade
utiliza maior quantidade de energia elétrica. Nos
centros urbanos, o horário de pico se dá por volta
das 18 horas, quando escurece e, normalmente, as
pessoas chegam do trabalho acendendo as luzes,
ligando os condicionadores de ar e a televisão e
tomando banho com a água aquecida por chuveiros elétricos.
Subestações de distribuição
A eletricidade passa pelos transformadores de
tensão nas subestações, que diminuem a voltagem
dela. Só então segue pela rede de distribuição.
Fiação dos postes
A energia passa pelos transformadores de distribuição, que rebaixam a voltagem de novo. Depois,
passa pela fiação - aérea ou subterrânea -, que a leva
até as ruas.
Consumidor final
Nas tomadas do consumidor final, a energia está
disponível para utilização no mesmo momento em
que é gerada.
Fotos: Divulgação CPFL
Por Helio Viana Pereira*
Ao contrário do que se pode imaginar, o serviço
público mais universalizado do Brasil é o de eletricidade. Mesmo em lugares remotos, milhares de
brasileiros têm acesso à energia necessária para assistir TV, armazenar alimentos na geladeira ou utilizar o ar-condicionado. São mais de 74 milhões de
unidades consumidoras atendidas por 63 distribuidoras em todo o País, com um nível de penetração
próximo a 100% da população.
Essa conquista do setor elétrico brasileiro tornase ainda mais grandiosa quando se recorda que o
Brasil é o quinto maior país do mundo em área territorial e em população, cuja demanda por energia
cresce ano a ano com a expansão do crédito habitacional, o aumento da renda das famílias e a ampliação do consumo de bens duráveis. A energia
elétrica é, sobretudo, um vetor primordial para o
desenvolvimento de uma nação.
As características geoeconômicas particulares do
Brasil moldaram os sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia. O esforço do Governo Federal e das empresas de energia elétrica para
atender adequadamente as necessidades energéticas
do País resultou na constituição do Sistema Interligado Nacional (SIN), composto por usinas de geração, linhas de transmissão e ativos de distribuição.
É graças ao SIN, por exemplo, que o Brasil tem
sido capaz de enfrentar, neste ano, a pior seca já registrada na história da região Sudeste sem que faltasse um KWh sequer para as indústrias ou para as
residências. É o SIN também que possibilita que o
grande potencial energético na região Amazônica
abasteça milhões de pessoas no Rio de Janeiro ou
em São Paulo, ou que o potencial eólico do vento
minuano no Rio Grande do Sul vire a fonte de eletricidade que abastece inúmeras cidades no Nordeste. No Brasil, energia não tem carimbo.
Por meio de enormes troncos de transmissão, o
SIN é como se fosse uma grande “rodovia elétrica”
pelo qual a energia flui de uma região para a outra,
interligando todo o território nacional. O SIN tam-
bém pode ser comparado com um organismo vivo
que nunca para de crescer.
A título de ilustração, o parque de geração de
energia do Brasil cresceu 69,2% de 2001 a 2013, de
74,876 mil MW para 126,574 mil MW, segundo dados da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel). Se as projeções do regulador estiverem certas,
a capacidade de produção nacional deverá crescer
mais 21,2% até 2020, para 153,638 mil MW.
A mesma lógica vale para a malha de transmissão,
que cresceu 40,9% de 2007 a 2013, para 118,356 mil
quilômetros, ainda de acordo com dados da Aneel.
O tamanho atual da rede brasileira seria capaz de
interligar quase todo continente europeu, de Lisboa
a Moscou. Até 2016, as projeções do Ministério de
Minas e Energia (MME) indicam que a expansão
do sistema deve ser de 24,9%, alcançando 147,904
mil quilômetros de extensão.
Grandes desafios permanecem na construção
do sistema elétrico brasileiro. A decisão de não se
construírem hidrelétricas com reservatórios certamente merece ser revisitada, sobretudo em razão
das mudanças climáticas que tornarão os eventos
hidrológicos mais extremados e imprevisíveis. Ao
mesmo tempo, é fundamental estimular a maior inserção das termelétricas na base da matriz elétrica,
em especial as usinas a gás natural.
Em que pese a conjuntura desafiadora, governo e
empresas estão trabalhando fortemente para diversificar a matriz elétrica brasileira. Nos últimos anos,
as usinas, a biomassa e os projetos eólicos tiveram
avanços notáveis, e agora tudo indica que a energia
solar pode trilhar o mesmo caminho de sucesso com
a realização do primeiro leilão exclusivo para a fonte,
ainda este ano. Deste modo, o Brasil preserva o caráter limpo e renovável de sua matriz energética ao
mesmo tempo em que amplia a segurança energética
por meio da diversificação das fontes de geração.
* Vice-presidente de Operações da CPFL Energia e presidente do Conselho
de Administração da CPFL Paulista, CPFL Piratininga, RGE e CPFL Geração
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 17
Mercado
Modelo de compra e venda
de energia completa
dez anos
Por Vladimir Goitia
Ganha aquele que oferecer
energia elétrica pelo menor
preço por megawatt/
hora para atendimento da
demanda prevista pelas
distribuidoras.
Há exatamente dez anos, entrou em vigor um
modelo que determinou as bases de comercialização (compra e venda) e de contratação de energia
elétrica no Brasil. Desde então, as concessionárias
de distribuição de energia são obrigadas a garantir
o atendimento a 100% de seus mercados, além de
potência suficiente, sob o risco de serem penalizadas, conforme estabelecido no Decreto Federal nº
5.163/2004 e Lei 10.848/2004.
Isso quer dizer que as distribuidoras precisam
conseguir um nível suficiente de assertividade de
sua previsão de consumo para atender a demanda
do público em geral, das empresas, das indústrias
e dos setores de comércio e serviços. Para tornar
isso viável, foi definido que a comercialização de
energia elétrica seja realizada em dois tipos de
ambientes de mercado: Ambiente de Contratação
Regulada (ACR) e de Ambiente de Contratação
Livre (ACL).
ACR ou mercado regulado
to:
Fo
to
ho
kp
oc
Ist
No Ambiente de Contratação Regulada (ACR),
vendedores (geradores, produtores independentes,
autoprodutores ou comercializadores) e distribuidores de energia elétrica precisam se submeter a
leilões de compra e venda de energia elétrica proveniente de grandes empreendimentos de geração
existentes e de novos empreendimentos de geração,
chamados de Geração Centralizada (GC). Os leilões são regulados pela Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) e promovidos pela Câmara de
Comercialização de Energia Elétrica (CCEE).
É aqui que o critério de menor tarifa é utilizado
para definir os vencedores de cada leilão, de acordo com a Aneel. Ou seja, ganha aquele que oferecer
energia elétrica pelo menor preço por megawatt/
hora para atendimento da demanda prevista pelas distribuidoras. A compra e venda de energia é
formalizada por meio de contratos bilaterais, denominados Contratos de Comercialização de Energia
Elétrica no Ambiente Regulado (CCEAR). Para
cada tipo de leilão, há CCEARs com prazos específicos de duração.
Mas as distribuidoras têm ainda outras opções de
compra de energia. Uma delas refere-se à aquisição
de energia da chamada Geração Distribuída (GD),
que se caracteriza pela geração de usinas de pequeno porte conectadas a redes locais de distribuição. A
vantagem sobre a compra de energia de usinas que
fazem parte do grupo da GC é a economia na transmissão e na redução de perdas, justamente por estarem localizadas em áreas próximas ao distribuidor.
É bom ressaltar que essa opção é incentivada pelo
Ministério de Minas e Energia, uma vez que ela
pode ser contratada diretamente pela distribuidora até o limite de 10% de sua carga total, a partir
somente de chamadas públicas promovidas diretamente pelas distribuidoras.
De acordo com o superintendente de Estudos do
Mercado da Aneel, Frederico Rodrigues, “as distribuidoras podem ainda adquirir de usinas que
produzem energia elétrica a partir de fontes alternativas – usinas eólicas, pequenas centrais hidrelétricas (PCHs) e termelétricas a partir de biomassa – contratadas já na primeira etapa do Programa
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 19
A Câmara de Comercialização de energia
elétrica (CCEE), que define as regras e
procedimentos de comercialização nesse
ambiente, explica que o consumidor livre
precisa apresentar cobertura de atendimento de 100% de seu consumo de energia.
oto
kph
stoc
o: I
Fot
de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia
Elétrica (Proinfa)”. Essa modalidade tem o objetivo de aumentar a participação dessas fontes no
Sistema Interligado Nacional (SIN). E, finalmente,
as distribuidoras podem adquirir energia da usina
de Itaipu Binacional.
ACL ou mercado livre
O Ambiente de Contratação Livre (ACL) ou Mercado Livre é o segmento do setor elétrico no qual se
realizam as operações de compra e venda de energia elétrica por meio de contratos bilaterais. Esses
contratos contêm condições, preços e volumes livremente negociados entre geradores, comercializadores, importadores e exportadores de energia e
consumidores livres convencionais. Entre estes, estão os segmentos industriais eletro-intensivos, além
de grandes plantas industriais, como a automobilística, alimentícia, siderúrgica e química.
De acordo com a Aneel, as distribuidoras de energia que atuam no ACR não têm como participar
desse ambiente, uma vez que as características de
compra e venda em ambos os ambientes são diferentes. “Em síntese, as distribuidoras atuam somente no ACR, ao passo que os comercializadores, consumidores livres e especiais atuam exclusivamente
no ACL. E somente aos geradores é facultado optar
em qual segmento desejam vender sua energia”, explica o superintendente de Estudos do Mercado da
Aneel, Frederico Rodrigues.
A Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE), que define as regras e procedimentos
20 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
de comercialização nesse ambiente, explica que o
consumidor livre precisa apresentar cobertura para
atendimento de 100% de seu consumo de energia.
Para evitar problemas, essa verificação é realizada
mensalmente com base nos dados de consumo e
contratos de compra dos últimos doze meses. A não
comprovação de cobertura do consumo, por exemplo, sujeita esse tipo de consumidor a penalidades.
Vale ressaltar que os agentes geradores - entre eles,
concessionárias de serviço público de geração -,
produtores independentes de energia, autoprodutores ou comercializadores podem vender energia
elétrica nos dois ambientes, mantendo o caráter
competitivo da geração. Todos os contratos, sejam
do ACR ou do ACL, são registrados na CCEE e servem de base para a contabilização e liquidação das
diferenças no mercado de curto prazo.
A principal vantagem nesse ambiente é a possibilidade de negociar produtos customizados e a segurança contratual com relação ao preço. Esse diferencial possibilita ao consumidor convencional escolher
entre os diversos tipos de contratos, aquele que melhor atende às suas expectativas de custo e benefício.
Além disso, é possível ainda o mercado livre de
energia para consumidores atendidos por fontes alternativas de geração (eólica, biomassa e PCHs) em
qualquer tensão, em cuja unidade consumidora a
demanda contratada totalize, em qualquer segmento
horo sazonal (contratos e tarifas diferenciadas), no
mínimo 500 kW. Isto é, os consumidores horo sazonais que optem por esse mercado, por exemplo, são
beneficiados com uma redução de 50% nas tarifas do
uso de sistemas de transmissão e de distribuição.
Hidrelétrica
Itaipu: a energia
em recordes
Itaipu poderia abastecer, sozinha, a
demanda de uma metrópole como São
Quando o relógio marcou meia-noite no dia 31
de dezembro de 2013, a usina hidrelétrica de Itaipu, instalada no Rio Paraná, exatamente na divisa do Brasil com o Paraguai, fechava o ano com a
produção histórica de 98.630.035 megawatts/hora
(MWh). Pelo segundo ano consecutivo, o empreendimento binacional, administrado em sociedade
por brasileiros e paraguaios, estabelecia um novo
recorde mundial de produção. Nenhuma outra usina do planeta jamais havia gerado tanta energia.
“Foi o melhor ano da nossa história”, salienta o
diretor-geral brasileiro de Itaipu, Jorge Samek. Para
se ter uma ideia, com os 98,630 milhões de MWh,
Itaipu poderia abastecer, sozinha, a demanda de
uma metrópole como São Paulo, por três anos e
quatro meses; o atual consumo de energia elétrica
da Alemanha, por dois meses; ou de todo o mundo,
por dois dias.
Com 20 unidades geradoras e 14.000 MW de potência instalada, a usina foi responsável, em 2013,
por 17% da energia elétrica consumida no Brasil;
22 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
no Paraguai, o índice chegou a 75%. Nem mesmo a
gigante Três Gargantas, inaugurada em 2003 no Rio
Yang-tsé, na China, com 32 unidades geradoras e
22.500 MW de capacidade instalada, supera Itaipu
no quesito produção.
Mas como uma usina com 40 anos de idade - completados em maio de 2014 - e 30 anos de operação
(a primeira unidade geradora foi acionada em 1984)
consegue manter a produtividade em ascensão, acumulando recorde atrás de recorde? Jorge Samek cita
alguns fatores que ajudam a explicar o desempenho;
entre eles, o regime hídrico favorável, o sistema de
transmissão eficiente, a manutenção rigorosa dos
equipamentos, a atualização permanente e a equipe
motivada e com alto nível técnico.
Uma estratégia recente, que combina disponibilidade de água e maior articulação das áreas técnicas
e os parceiros externos de Itaipu (Eletrobras, ONS,
Furnas, Copel e a estatal paraguaia Ande), também
teve impacto na produção. Entretanto, Samek diz
que é do consumidor – quando ele liga o aparelho
Fotos: Caio Coronel/ Itaipu Binacional
Aos 40 anos de idade, Itaipu permanece no
topo da produção mundial de energia
de ar condicionado, para aliviar o calor, ou aumenta
a produção na indústria – a decisão sobre o quanto
a usina vai produzir durante o ano.
“As economias do Brasil e do Paraguai passam
por excelentes momentos, e isso reflete diretamente
no consumo de energia”, salienta o diretor-geral de
Itaipu, lembrando que o país vizinho, no ano passado, registrou o terceiro maior crescimento econômico do mundo, superior a 14%. A combinação
desses fatores leva a direção de Itaipu a projetar um
novo feito: romper, nos próximos anos, a barreira
dos 100.000 MWh. “Esse é um sonho e vamos buscar mais esse recorde histórico”, assegura Samek.
Exemplo de sustentabilidade
Quando assumiu a direção-geral brasileira de
Itaipu, em 2003, Jorge Samek recebeu um desafio a mais do então presidente Luiz Inácio Lula da
Silva. Além de produzir energia elétrica com qualidade, a empresa deveria se converter em uma
Paulo, por três anos e quatro meses; o
atual consumo de energia elétrica da
Alemanha, por dois meses; ou de todo o
mundo, por dois dias.
poderosa ferramenta de desenvolvimento local
e regional. Dessa orientação resultou a mudança
da missão estratégica de Itaipu, que incorporou
conceitos de sustentabilidade, responsabilidade
social e ambiental, desenvolvimento econômico,
turístico e tecnológico.
As mudanças não ficaram no papel. Na última
década, inúmeros programas voltados ao meio ambiente e às comunidades localizadas no entorno da
usina foram lançados por Itaipu, beneficiando milhares de pessoas. O Programa Cultivando Água
Boa (CAB), por exemplo, desenvolve ações nos
29 municípios que integram a Bacia do Paraná 3
(BP3), área conectada ao reservatório da usina. São
iniciativas voltadas à educação ambiental, à recuperação de passivos sociais e ambientais e à adoção
de meios de produção e consumo mais sustentáveis.
Itaipu também articulou a criação do Parque
Tecnológico Itaipu (PTI), que hoje abriga o campus de ciências exatas da Universidade Estadual
do Oeste do Paraná (Unioeste) e laboratórios e
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 23
Foto: Nilton Rolin/ Itaipu Binacional
Itaipu também lidera estudos
para desenvolver o aproveitamento da biomassa na geração
de energia e transformar o carro
elétrico em realidade no Brasil.
desenvolvidas foi a campanha
para eleger as Cataratas do
Iguaçu uma das Novas 7 Maravilhas da Natureza.
Internamente, a empresa implantou uma política de gênero que hoje é referência para
o governo brasileiro e o setor
elétrico e também adotou o
Sistema de Gestão da Sustentabilidade (SGS). O objetivo do
SGS é incorporar a cultura da
sustentabilidade às práticas cotidianas da empresa. “A sustentabilidade passou a ser o eixo
do modelo de gestão adotado
por Itaipu”, explica Jorge Samek.
Além dessas ações, desde que a usina começou a
gerar energia, já foram distribuídos mais de US$ 8
bilhões em royalties. A maior parte do benefício vai
para as prefeituras que tiveram áreas alagadas para
a formação do reservatório. São recursos que ajudaram a transformar o oeste do Paraná em um das regiões mais desenvolvidas do País.
Foto: Alexandre Marchetti/ Itaipu Binacional
centros de referência na pesquisa de energias renováveis, tecnologias do artesanato, segurança de
barragens, entre outros.
Outra conquista foi a criação da Universidade
Federal da Integração Latino-Americana, a Unila,
hoje em funcionamento no PTI. Quando estiver
pronto, o campus da nova universidade – com projeto assinado pelo arquiteto Oscar Niemeyer – terá
10 mil alunos, metade brasileiros, metade vinda de
países da América Latina.
Itaipu também lidera estudos para desenvolver o
aproveitamento da biomassa na geração de energia e
transformar o carro elétrico em realidade no Brasil.
Ações como o GT Saúde, para melhorar as condições de saúde na região da tríplice fronteira, e o Programa de Combate à Exploração Sexual de Crianças
e Adolescentes, mobilizam diferentes instituições.
A binacional também é signatária de diversos
compromissos nacionais e internacionais, como o
Pacto Global, a Carta da Terra, o Protocolo de Kyoto, entre outros. Na área do turismo, Itaipu aproximou os diferentes segmentos do setor e propôs
uma política de gestão integrada, com foco na valorização e na promoção do destino. Uma das ações
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24 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
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Hidrelétrica
chegar a soluções a serem adotadas. É em função
dessas informações preliminares no inventário e no
estudo de viabilidade que serão definidos os dados
suficientes para a elaboração de um projeto básico
e, posteriormente, para o projeto executivo da obra.
Isto é, o que deve ser construído.
essenciais para gerar energia
Por José Roberto Martins Brandão / Odebrecht Infraestrutura Brasil – Energia
A matéria-prima de uma usina hidrelétrica é a água. Por isso, ela
precisa ser represada, formando uma espécie de estoque.
Variáveis
As principais variáveis utilizadas na classificação de
uma usina hidrelétrica são: altura da queda d’água,
vazão, capacidade ou potência instalada, tipo de turbina empregada, localização, tipo de barragem e reservatório. Todos são fatores interdependentes.
Assim, a altura da queda d’água e a vazão, dependendo do local de construção da usina, determinarão
qual será a capacidade instalada, que, por sua vez, definirá o tipo de turbina, barragem e reservatório.
Também fazem parte essencial das hidrelétricas a
estrutura de captação de água (tomada d’água), sua
condução até a casa de força, a própria casa de for-
26 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Uma das mais importantes tarefas na construção
de uma barragem é o manejo do rio. Ou seja, como
lidar com o curso d’água durante a obra. É necessário desviar o curso d’água por meio de ensecadeiras,
túneis e canais para, depois, dispor de um recinto
onde possa ser ensecado por bombeamento. Aí, já
com uma área accessível, passa-se para a escavação
até o nível da fundação, com condições de capacidade de carga adequada e de deformações aceitáveis sob o peso da futura barragem.
A partir deste ponto, é necessário garantir que o
maciço abaixo da barragem esteja íntegro e com
permeabilidade muito baixa e controlada. Para tal,
é necessária a construção de “cortinas” que interceptarão os possíveis fluxos de água subterrânea.
Estas “cortinas”, dependendo das condições do
maciço, são feitas por meio de injeções de caldas
de cimento, por meio de paredes diafragmas e por
outros métodos. O tratamento da fundação também inclui a regularização da superfície e o preenchimento das cavidades que se encontrem com
concreto “dental”.
Normalmente, o corpo das barragens pode ser
executado:
• em solo homogêneo ou não
• em enrocamento com núcleo impermeável de
argila ou asfalto
• em enrocamento, e tendo como impermeabilização uma laje de concreto na face de montante
• em concreto convencional vibrado (barragens
de peso)
• em concreto em arco simples ou com dupla curvatura
• em concreto compactado a rolo
Algumas obras têm soluções que combinam algumas das modalidades acima.
Para a execução do corpo do barramento é indispensável um planejamento detalhado, considerando os meios necessários para cada camada de
lançamento do aterro. Sempre levando em conta os
diferentes componentes. Entre eles, enrocamentos,
filtros, transições e proteções que devem ser lançados simultaneamente camada a camada.
No caso das barragens de concreto, o planejamento precisa considerar os diferentes blocos, definidos
por juntas, e analisar o sequenciamento da construção. Precisa levar em conta ainda o lançamento
do concreto em cada camada frente aos blocos já
executados para compatibilizar os tempos, a retração do concreto, a temperatura dos mesmos, assim
como a temperatura do concreto fresco a ser lança-
Foto: Divulgação Odebrecht
Paredões que represam água,
Foto: Istockphoto
Manejo do rio
Corpo das barragens
ça onde o potencial hidráulico é transformado em
energia elétrica e a estrutura de recondução da água
até o leito natural do rio. É indispensável ainda a
construção de vertedouros que garantem a segurança da barragem contra cheias extraordinárias, vertendo os volumes excedentes ao rio, evitando níveis
acima do previamente estabelecido.
Estudos
Para a construção de barragens, são necessárias
algumas atividades e estudos prévios de engenharia
de projeto, que inclui uma investigação geológicogeotécnica detalhada, que, por sua vez, permitirá
UHE Baixo Iguaçu em construção. No primeiro plano, as ensecadeiras para construção do vertedouro. Ao centro, as escavações para a casa de força e, à direita,
as instalações industriais (britagem, centrais de concreto, de aço e de forma).
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Sinergia
do. Todo este planejamento deve ser feito em base a
estudos térmicos executados por especialistas.
Completam o corpo da barragem filtros e drenos
que conduzam eventuais fluxos d’água com segurança ao leito do rio e à jusante do barramento. Este processo protege também taludes de montante e jusante
contra erosões por variações do nível d’água de montante e pela ação das chuvas no talude de jusante.
Vale ressaltar que, para a construção deste tipo
de obras de grande envergadura, são necessários
equipamentos de terraplenagem pesados. Já para a
execução das estruturas de concreto, são instaladas
centrais de britagem e de fabricação de concreto,
assim como equipamentos especiais de transporte
e de lançamento.
Também é importante a instalação de uma série
de equipamentos que indicam o comportamento
do barramento durante e depois da construção, e
antes e depois do enchimento do reservatório. Estes instrumentos monitoram não somente o corpo do barramento, mas também o maciço sobre o
qual se constrói.
As outras estruturas são normalmente concebidas
de concreto armado e dotadas de equipamentos
eletromecânicos específicos. Na tomada d’água são
instaladas grades que evitam que corpos estranhos
flutuantes alcancem os equipamentos de geração,
assim como comportas de acionamento manual e
automático que cortam o fluxo d’água quando necessário. Nos vertedouros são instaladas comportas
que controlam a vazão a ser vertida e, na casa de
força, encontram-se os equipamentos de geração.
Casa de força
A depender dos tipos de turbinas a serem instalados, os fluxos hidráulicos serão conduzidos à casa
de força por meio de condutos forçados, que nada
mais são do que tubos submetidos a grande pressão da água. Os tubos que estão sendo instalados na
Hidrelétrica Teles Pires, atualmente em construção
pelo Odebrecht Infraestrutura Brasil na divisa entre
o Pará (PA) e Mato Grosso (MT), têm um diâmetro
de 12 metros.
A fabricação dos equipamentos eletromecânicos
e sua montagem requerem tecnologia e capacidade
de produção pesada e de muita precisão, que envolve também uma imensa gama de fornecedores de
componentes. Isso que faz com que a coordenação
da produção seja fundamental.
Como geralmente as hidrelétricas estão localizadas
em sítios remotos e muitas vezes de difícil acesso, a
logística é de extrema relevância. A construção de estradas de acesso para o transporte dos equipamentos,
materiais e de pessoas é quase sempre necessário. Em
muitos casos, a logística é complexa e a construção de
portos fluviais para grandes cargas é indispensável.
O esforço para construção de uma hidrelétrica é
muito grande considerando todos os agentes envolvidos, de entidades públicas a empreendedores,
de projetistas a empresas construtoras, além de um
grande contingente de mão de obra. Por isso, uma
usina hidrelétrica pode ser definida resumidamente
como um conjunto de obras e equipamentos cuja
finalidade é a geração de energia elétrica, através de
aproveitamento do potencial hidráulico existente
num rio.
Atualmente, um dos grandes problemas é a gestão
da mão de obra que esbarra na identificação de pessoal qualificado. Obras desta magnitude chegam a
empregar 30 mil pessoas de diversos níveis de qualificação, como é o caso da UHE de Belo Monte. A
UHE Teles Pires, no meio da floresta Amazônia, na
divisa do Mato Grosso e Pará, requer alojamento
para os 6 mil trabalhadores, que necessitam de uma
infraestrutura completa de acomodações, lazer, serviços de telefonia, lojas de conveniência, serviços
religiosos e atividades esportivas, enfim meios para
a socialização dos milhares de homens e mulheres
que realizam o “milagre” de transformar água em
energia elétrica.
UHE Teles Pires. À direita, a tomada d’água, com os
condutos forçados, em processo de montagem. Ao centro,
a Casa de Força em construção. Ao fundo, as áreas de apoio
e pré-montagem dos componentes hidromecânicos.
Foto: Divulgação Odebrecht
Seção da barragem de enrocamento com núcleo de argila da
UHE Baixo Iguaçu, no Paraná,
em construção pela Odebrecht
Infraestrutura-Brasil.
Na casa de força, o “coração” da usina, é feita a
transformação da energia potencial hidráulica em
cinética rotacional, que impulsiona o gerador de
energia elétrica. Perto dos geradores são instalados
transformadores. Trata-se de uma instalação de alta
tecnologia que, associada a sistemas de automação
e controle, permite entregar a eletricidade às linhas
de transmissão e destas até os centros de consumo.
Casa de força da UHE Teles Pires, em
construção pela Odebrecht Infraestrutura
Brasil na divisa dos estados de MT e PA.
28 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
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Barragens com reservatórios ou a fio d’ água?
Surgiu, recentemente, uma grande polêmica nos
meios técnicos sobre a utilização de barragens com
reservatório de acumulação, já que existe uma grande pressão dos ambientalistas contra tal prática.
A justificativa desse setor é o impacto gerado com
a criação de lagos artificiais. Mas esses impactos
podem ser mitigados, e trazer benefícios para a sociedade. Um deles, sempre citado, é a remoção das
populações ribeirinhas para outras áreas. Vale ressaltar que a ocupação das margens dos rios é irregular e imprópria. Além disso, durante as cheias essas
populações são quase sempre atingidas. A remoção
ordenada e tecnicamente organizada pode resolver
esse problema.
Uma barragem com reservatório acumula água
nos períodos de cheia e a utiliza durante todo o ano
na medida da necessidade para os objetivos a que
se destina. Já uma barragem a fio d’água é simplesmente um barramento no qual a vazão da agua que
entra é igual à que sai. Ou seja, não existe reservatório e não há qualquer alteração na vazão do rio, que
fica com sua vazão natural.
Em ambos os casos, o barramento ou represamento d’água tem como objetivo ganhar altura de queda
que propiciará a geração de energia elétrica. Não
custa lembrar que nos reservatórios de acumulação
se pode armazenar água em grandes quantidades
para irrigação, consumo e geração elétrica. Neste
caso, é a única maneira de acumular energia e controlar enchentes.
Os documentos oficiais de planejamento energético mostram que o Brasil vem perdendo sua capacidade de acumulação de energia em função da
política de não reservar água para os períodos de
seca. Assim o governo se vê obrigado a complementar a geração de eletricidade com outras fontes
de energia, principalmente termelétricas, que são
mais poluentes.
Saga logística
Rotor Francis sobre a carreta no último
trecho Cáceres-Hidrelétrica Teles Pires.
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Primeiro, seguirão por rodovia de Taubaté, interior de São Paulo, até o porto de Santos. Depois, de
navio até o porto de Nueva Palmeira, no Uruguai,
e, a continuação, de balsa pela hidrovia ParaguaiParaná, cruzando a Argentina e o Paraguai, até o
município de Cáceres, no Mato Grosso. O último
trecho será feito por rodovia até o canteiro de obras
no Rio Teles Pires, na fronteira entre Mato Grosso
e Pará. Assim que for finalizada, a hidrelétrica terá
capacidade instalada de 1.820 MW.
Foto: Divulgação Odebrecht
Cada um dos rotores das cinco turbinas que farão parte da Hidrelétrica Teles Pires, que está sendo
construída pela Odebrecht Infraestrutura Brasil na
divisa entre o Pará (PA) e Mato Grosso (MT), pesa
267 toneladas, o equivalente a 60 elefantes adultos. E
ainda 8,5 metros de diâmetro. Tal a complexidade do
transporte que eles chegarão ao canteiro de obras por
meio de transporte rodoviário, marítimo e fluvial,
passando por três países da América do Sul, num período que deve durar pelo menos quatro meses.
SEM FIO s BAIXO RUÍDO
SEM EMISSÃO DE GASES
Energia Eólica
Energia Eólica
mostra expansão
espetacular
Fotos: Divulgação ABEEólica
Por Vladimir Goitia
Em pouco menos de uma década, a geração de
energia elétrica por meio da força dos ventos no Brasil mostra enorme expansão, superando todas as fontes de energia renováveis. Se alguém tinha dúvidas
sobre a sua competitividade, agora pode ter certeza
de que é uma das mais baratas, perdendo apenas
para as hidrelétricas e superando, inclusive, a biomassa e as pequenas centrais hidrelétricas (PCHs).
Os quase 150 parques eólicos instalados geram
hoje 4.000 MW, ou 3% da matriz energética brasileira, potência infinitamente superior aos pouco mais
de 25 MW em 2005. Em mais quatro anos, a capacidade instalada deve chegar a 14.000 MW, ou 8% da
capacidade total do País, de acordo com perspectivas reais da Associação Brasileira de Energia Eólica
(ABEEólica). Será energia suficiente para abastecer
mais de 20 milhões de casas. E lá para 2022, a força
dos ventos vai gerar pelo menos 21.800 MW, ainda
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segundo a ABEEólica, entidade que congrega e representa o setor.
Essa radiografia sobre o poder dos ventos pode
ficar ainda mais impressionante assim que o novo
Atlas do Potencial Eólico Brasileiro ficar pronto. O
atual e único, de 2001, indica um potencial gerador
de energia eólica de 143.000 MW, o equivalente à
produção de dez usinas hidrelétricas de Itaipu. Isso
levando em conta as condições daquela época. Isto
é, com torres de 50 metros de altura e máquinas
menos potentes.
“De 2000 para cá muita coisa mudou, como a altura das torres, que chegam a 150 metros, e uma potência de 3 MW das máquinas”, explica Elbia Melo,
presidente executiva da ABEEólica. O que a executiva da entidade quer dizer é que, nestas novas condições, o potencial eólico do Brasil pode passar de
350.000 MW, ou 2,5 vezes a mais da matriz energé-
tica instalada atualmente no País
(136.281 MW), que inclui todas
as fontes de energia, e pode superar inclusive o que poderá ser alcançado com novas hidrelétricas.
O cenário é tão positivo, que os quase 500 projetos de usinas eólicas que mais ofereceram energia
para habilitação pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE), no leilão realizado em junho deste ano,
somam 12.286 MW. “Mais uma vez as eólicas foram
o grande destaque do leilão, com uma oferta de capacidade instalada maior que da Usina Hidrelétrica
de Belo Monte (PA)”, disse Maurício Tolmasquim,
presidente da EPE, ao anunciar no início deste ano
o leilão de energia para suprimento em 2017.
O Estado que mais concentra projetos eólicos é a
Bahia (187), com capacidade para 4.732 MW, seguido pelo Rio Grande do Sul (98), com capacidade
para 2.155 MW. Em terceiro lugar ficou o Ceará,
que teve 88 projetos inscritos com capacidade total
de 2.197 MW. Tolmasquim lembrou ainda que a geração eólica é a fonte que mais cresceu no País em
participação nos leilões desde 2009. De lá para cá
foram 11.700 MW.
Para EPE, as contratações dos últimos anos demonstraram que as usinas eólicas atingiram preços
bastante competitivos e alavancaram a instalação
de uma indústria nacional de equipamentos para
atender a esse mercado.
De fato, a geração eólica é
a
segunda fonte mais barata,
com R$ 120,00 o MWh, e
perde apenas para a geração das hidrelétricas, cujo
custo médio do MWh é
de
R$ 100,00.
“No Brasil, a energia
dos ventos é a mais barata
do mundo”, comemora
Elbia, ao informar que o
setor superou, inclusive, a biomassa e as PCHs,
cujo custo estimado de
geração é de R$ 140,00
o MWh. “Crescemos porque somos competitivos,
e não por essa ou aquela política do governo para
o setor”, arremata Elbia. A executiva ressalta ainda
que os investimentos do setor entre 2005 e 2018 devem atingir R$ 51 bilhões. Apenas no ano passado,
o setor investiu R$ 21,2 bilhões e contribui com a
geração de mais de 70 mil empregos, com 8,5 milhões de casas abastecidas e com 4 milhões de toneladas de CO2 evitadas.
O maior desafio do setor, entretanto, está no
aperfeiçoamento regulatório para a cadeia produtiva, a carga tributária do setor e suas respectivas
políticas de incentivos fiscais – como o REIDI
(Regime Especial de Incentivos para o Desenvolvimento da Infraestrutura). “Os tributos são uma
questão fundamental que precisa ser discutida,
explorada e amadurecida com o governo”, avalia
Eduardo Lopes, superintendente comercial da
Wobben Windpower.
Pioneira desde dezembro de 1995, quando começou a fabricar os primeiros aerogeradores no Brasil, a Wobben instalou praticamente 25% (1.000
MW) de tudo que é gerado atualmente com a força
dos ventos. A empresa é, no momento, uma das
únicas que produz aqui no Brasil suas próprias
pás. Nos próximos anos, deve concluir a instalação de novos parques eólicos. De nove projetos
aprovados no povoado de Sento-Sé, região de São
Pedro, na Bahia, cinco são do consórcio Brennand
Energia e Chesf, dos quais três devem entrar em
operação em 2015 e outros dois em 2018. Os investimentos somam R$ 1 bilhão.
Outro desafio é a ampliação da capacidade de
escoamento dessa energia para o Sudeste e Sul do
País, por meio da construção de “linhas estruturantes” ou específicas para atender a demanda de todo
o setor eólico, já que as linhas em funcionamento
não são capazes de suportar o potencial energético
do segmento. O governo federal ficou de estudar a
proposta. Vale ressaltar que, em julho do ano passado, quase 50 parques eólicos não funcionaram por
falta de linhas de transmissão.
Apesar disso, as empresas não param de investir
em novos parques eólicos. O empresário cearen-
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 33
Explorando a Ciência
Estados campeões em energia eólica
1
Gerando Inovações
Ceará
Capacidade instalada: 661,0 MW
Parques em operação: 22
Parques em construção: 70
Potência total até 2018: 2.325,7 MW (inclui o
que está em construção e contratada)
2
1
2
Rio Grande do Norte
Capacidade instalada: 1.339 MW
Parques em operação: 46
Parques em construção: 88
Potência total até 2018: 3.654,2 MW (inclui o
que está em construção e contratada)
3
3
Bahia
Fo
to:
Ist
oc
kp
ho
to
Capacidade instalada: 587.6 MW
Parques em operação: 24
Parques em construção: 109
Potência total até 2018: 1.978,9 MW (inclui o
que está em construção e contratada)
se Mario Araripe, que ganhou notoriedade por
ter vendido em 2007 sua fábrica de jipes Troller
para a Ford, está investindo pesado na Chapada do
Araripe, no interior do Piauí, na construção de um
parque eólico de R$ 5 bilhões. O Complexo Eólico
da Chapada do Araripe envolve os municípios de
Caldeirão Grande, Padre Marcos, Simões, Curral
Novo, Marcolândia e Betânia. Terá a capacidade de
produzir até quinze vezes mais energia que a Usina
de Boa Esperança, que gera 237 MW.
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No Rio Grande do Sul, a Eletrosul, subsidiária da
estatal Eletrobrás, está investindo R$ 3,5 bilhões
em dois complexos eólicos que vão entrar em plena operação até 2016 na região próxima à fronteira
com o Uruguai. O dos Campos Neutrais, entre Santa Vitória do Palmar e Chuí, será o maior parque
eólico da América Latina, com 583 MW de capacidade instalada. Uma linha de transmissão está sendo construída simultaneamente e deve ficar pronta
junto com o parque.
Mais de sete bilhões de pessoas
habitam o nosso planeta, e este número
cresce a cada dia. Como prover comida
para a população sem degradar o meio
ambiente? Como melhorar a saúde da
sociedade e prevenir doenças? Como
desenvolver novos materiais que ajudam
a conservar os recursos naturais?
Para
trazer
estas
respostas,
aproximadamente 14 mil cientistas da
Bayer trabalham diariamente em busca
de inovações. Isso significa, para nós,
um incentivo para o futuro – no sentido
exato da nossa missão Bayer: Science
For A Better Life (Ciência Para Uma
Vida Melhor).
www.bayer.com.br
www.bayerjovens.com.br
Fotos: Divulgação
Exemplo de Sucesso
Hamburgo, alicerce da
revolução energética alemã
Hamburgo
Por Frank Horch
Senador de Economia,
Tráfego e Inovação da Cidade Livre e Hanseática de
Hamburgo
do país, às margens do Rio Elba, Hamburgo não
se transformou apenas no centro estratégico de
planejamento integrado e participativo, como
também já é considerada a “Capital Verde” da
Europa. Em praticamente nenhuma outra região
da Alemanha existe tanta competitividade e dinamismo concentrados.
Conglomerados industriais e multinacionais
como a Nordex, Senvion e Siemens estão presentes na cidade. Hamburgo abriga ainda mais de
300 empresas de energia renovável (solar, eólica,
hidroeletricidade, geotermal e a proveniente de
biomassa). Todas elas desenvolvem tecnologias
de ponta, soluções para cadeias de suprimento,
certificação, financiamento, seguro, provimento
de energia, instalação e logística.
Enquanto grandes centros empresariais e setores de pesquisa internacionais se estabelecem
em Hamburgo, pouco mais para cima, na costa
do Mar do Norte e do Báltico, surgem e crescem centros de produção em Cuxhaven, Stade e
Brunsbüttel, entre outros. E é justamente o porto
de base marítimo de Cuxhaven que passou a ser
ideal para o transporte de parques eólicos marítimos e seus componentes
Ventos constantes e amplos espaços abertos entre o Elba e mares do Norte e o Báltico oferecem
as condições ideais para a energia eólica. Não
em vão, Hamburgo tem quase triplicado o uso
de fontes renováveis nos últimos 12 anos. Atualmente, elas representam 17% da produção nacional de energia. Em dez anos, espera-se alcançar o
percentual de, no mínimo, 50%.
Força conjunta por meio de cluster ativo
A Alemanha, o país mais rico e populoso da Europa, persegue um cenário energético sem usinas nucleares e com mais
fontes de energia limpas e renováveis.
A “Virada Energética” é um dos principais e mais ambiciosos objetivos perseguidos por todos os Estados da Alemanha. A maior economia da União
Europeia, com mais de 82 milhões de
habitantes, indústria competitiva, forte
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potencial de inovação, conhecimento científico e invernos rigorosos, aposta nessa revolução
sem precedentes. Há cerca de quatro anos, o país
montou um plano ambicioso para antecipar, de
2036 para 2022, o prazo para abandonar de vez o
uso da energia atômica.
Hamburgo, cidade-Estado que, por sua vez, estabeleceu metas de proteção do clima, tais como
a redução de suas emissões de CO2 em 40% até
2020 e em 80% até o ano de 2050, está no centro desse projeto energético. Localizada ao norte
O Parlamento de Hamburgo é um dos que
mais promove e incentiva o ramo mais relevante da Liga Hanseática (aliança de cidades mercantis que estabeleceu e manteve um monopólio
comercial sobre quase todo norte da Europa e
o Báltico ao final da Idade Média e começo da
Idade Moderna), com uma política específica
para clusters.
O cluster Erneuerbare Energien Hamburg
(EEHH – Energias Renováveis de Hamburgo),
por exemplo, foi fundado em 2010 como parceria público-privada. Ele recebe apoio político, es-
Hamburgo tem quase triplicado o uso de
fontes renováveis nos últimos 12 anos.
tratégico e financeiro ativo do governo da cidade
livre e Hanseática. A administração do cluster reúne competências amplamente diversificadas das
empresas, institutos de pesquisa e instituições.
Além disso, o Erneuerbare Energien Hamburg
vem criando plataformas de diálogos: fóruns especializados, encontros em rede, conferências e
workshops para delegações internacionais.
Além da conexão interna, o Erneuerbare Energien Hamburg tem buscado também o intercâmbio com outras regiões da Alemanha, da Europa
e do mundo. Por isso, o EEHH faz parte do International Cleantech Network (ICN), uma reunião
de clusters de tecnologias verdes.
Dentro da Alemanha, o cluster EEHH é parceiro da Offshore Wind Industrie Allianz (OWIA)
junto com redes do Estado de Schleswig-Holstein
(windcomm schleswig-holstein e.V.), Bremen
(Windenergie-Agentur WAB e.V.) e Mecklenburg-Vorpommern (WindEnergy Network e.V.).
O EEHH tem, ainda, um estreito contato com
setores tradicionais de Hamburgo, como os de
logística, de aviação e economia marítima.
Na indústria de aviação existem cooperações
com institutos de pesquisa, entre eles o Centro
de Pesquisas Aplicadas em Aviação (ZAL) e o
CFK Valley em Stade. A tecnologia de compostos
de carvão e fibra de vidro aqui pesquisada pode
ser aplicada tanto no setor de aviação quanto nos
parques de energia eólica.
Este ano, Hamburgo realiza pela primeira vez
a WindEnergy Hamburg. A feira, que representa
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 37
Geração de energia eólica dentro do Porto de Hamburgo.
toda a cadeia de valor da indústria eólica, deve
ser realizada bienalmente. Durante a WindEnergy
Hamburg, o cluster EEHH vai entregar, pela terceira vez, o German Renewable Award para inovações e desempenhos de destaque no setor de
energias renováveis.
Economia e ciência lado a lado
A combinação do potencial econômico com a
alta qualidade de vida faz de Hamburgo uma das
cidades mais dinâmicas da Europa. Inúmeras faculdades e institutos de pesquisa instalados na cidade criam constantemente inovações tecnológicas na área de energias renováveis, além de formar
novos profissionais para as empresas locais. Há
mais de 300 na região. São mais de 9 mil pesquisadores, que se somam a mais de 85 mil estudantes.
Ou seja, as possibilidades de qualificação profissional são amplamente diversificadas.
Na própria cidade de Hamburgo estão instaladas, entre outras, a Universidade HafenCity de
Hamburgo, a Universidade Helmut-Schmidt das
Forças Armadas de Hamburgo, a Escola Técnica
de Ciências Aplicadas (HAW), a Universidade
Técnica de Hamburg-Harburg (TUHH) e a Universidade de Hamburgo. Além disso, institutos
de pesquisa de renome como o Climate Service
Centre (Helmholtz), o Centro de Nanotecnologia Aplicada e o Instituto de Economia Mundial
de Hamburgo também fornecem conhecimentos
técnicos nessa área.
38 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Por sua vez, o Parlamento de Hamburgo continua a promover a conexão entre os interesses da
economia e da ciência com o objetivo de criar um
grande movimento de competitividade na área
de pesquisas aplicadas. Em maio de 2012, por
exemplo, foi inaugurada na Universidade Técnica
de Hamburg-Harburg, uma planta única em larga escala para testes mecânicos em componentes
estruturais de grandes dimensões fabricados com
composto de fibra. O testador hexápode (Hexapod-Prüfstand em alemão) pode, entre outros,
verificar os componentes de uma usina eólica com
um peso de até cinco toneladas.
Atualmente, está sendo construído em Bergedorf, um bairro de Hamburgo, o “Energie Campus”, um projeto do Centro de Competência para
Energias Renováveis e Eficiência Energética da
Escola Técnica de Ciências Aplicadas. O projeto
tem apoio do governo municipal. Além de um
laboratório de pesquisas e formação em energia
eólica e de redes de energia inteligentes com um
parque eólico integrado, o “Energie Campus”
deve tanto promover a implantação de empresas e
o desenvolvimento de procedimentos inovadores,
quanto assumir um papel de apoio na educação
de formandos em cursos de bacharelado e master.
Com isso, jovens cientistas e pesquisadores poderão desenvolver seus projetos de energias renováveis de forma não convencional no “Science Slam”.
‘Vento em popa’ para energias renováveis
Hamburgo, muitas vezes denominada como
“porta para o mundo”, avança a largos passos na
direção da “Virada Energética”. As empresas altamente inovadoras, a área científica, um cluster
ativo e o Parlamento de Hamburgo vêm trabalhando juntos para traçar o caminho correto para
o futuro. Hoje, Hamburgo é um dos principais e
mais importantes centros europeus de energia eólica e realiza uma importante contribuição para a
revolução energética alemã, que prevê metas que
mudarão seu padrão energético.
E uma dessas metas estabelece que a participação das energias renováveis será de 35% na produção de eletricidade já em 2020 e de 80% em
2050. Atualmente, a Alemanha gera pouco mais
de 25% de sua eletricidade com fontes limpas.
Exemplo de Sucesso
Goldisthal:
a reserva do ouro
Maior hidrelétrica alemã: usina reversível
de Goldisthal (1.060 MW)
A Goldisthal, maior usina hidrelétrica da Alemanha, é um retrato da engenharia e da sociedade
alemã em ação: é uma usina hidrelétrica reversível;
foi construída em caverna; opera com uma combinação de máquinas geradoras síncronas e assíncronas; exigiu o corte do topo de uma montanha
para funcionar como seu reservatório superior; e
foi marcada pelo diálogo e consenso com as partes
interessadas no projeto.
Usinas hidrelétricas reversíveis funcionam deslocando água entre dois reservatórios: um superior e
um inferior. Quando a água flui no sentido descendente, a usina funciona como uma usina hidrelétrica normal, acionando uma turbina ligada a um gerador que produz eletricidade. Nesse primeiro caso,
a usina despacha energia para a rede. Já quando a
água flui no sentido oposto, a usina funciona como
uma estação de bombeamento, em que uma bomba
recalca a água para um reservatório superior, armazenando-a para sua posterior utilização no sentido
inverso. Nesse segundo caso, a usina absorve energia da rede.
Essa versatilidade é a razão de ser da usina reversível. Em momentos de carga de ponta, as usinas
reversíveis podem ser operadas para a geração de
eletricidade, complementando, assim, a oferta de
eletricidade do sistema. Já em momentos de excedentes de carga de base, como as madrugadas, as
usinas reversíveis podem ser utilizadas como verdadeiras baterias de energia, armazenando água com
alta energia potencial em seu reservatório superior
como uma fonte de energia que pode ser rapidamente transformada em eletricidade. Diferente-
40 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
mente da denominação “usina reversível”, o termo
em alemão e inglês para estas usinas (pumped storage power plant) reflete essa função de armazenamento de energia.
No caso de Goldisthal, localizada na Turíngia, região da antiga Alemanha comunista, o reservatório
superior da usina está localizado a uma cota cerca
de 300 metros acima de seu reservatório inferior.
O reservatório superior é uma represa artificial, e
sua construção exigiu o corte do topo da montanha
de Wurzelberg. Com uma área de 55.000 metros
quadrados, um perímetro de 3,4 quilômetros e um
volume total de 12 milhões de metros cúbicos, o reservatório superior proporciona uma autonomia de
8 horas de geração hidrelétrica para a usina.
Já o reservatório inferior de Goldisthal é alimentado por uma represa construída no rio Schwarza.
Com uma capacidade de armazenamento cerca de
50% maior do que o reservatório superior, esse reservatório cumpre as funções tanto de armazenar água
para alimentar o reservatório superior da usina como
de contribuir para o controle de enchentes na região.
A procura do local para a construção da usina foi
iniciada em 1965, mas os trabalhos preparatórios
para a sua construção começaram apenas em 1975,
ainda durante o governo comunista. Por falta de recursos financeiros, as obras foram suspensas no início dos anos 80, sendo retomadas em 1988, apenas
três anos antes da reunificação alemã. Com a reunificação, em 1991, coube à VEAG (conglomerado que
assumiu os ativos elétricos da Alemanha Oriental)
avaliar novamente a viabilidade do projeto.
Embora o resultado da análise tenha sido positivo,
desta vez foram as controvérsias ambientais que paralisaram o projeto até 1997. O impasse foi resolvido
com a assinatura de um acordo com a BUND (ONG
Foto: Voith
Por Marcos Blumer, Presidente e CEO da Voith Hydro América Latina
Vista geral da maior hidrelétrica alemã: a usina reversível de Goldisthal. O reservatório
superior da usina está localizado cerca de 300 metros acima do reservatório inferior.
ambiental alemã) para a criação da fundação Naturstiftung David, uma entidade dedicada à preservação da natureza, economia de energia e energias
renováveis. Em 2002, a VEAG foi adquirida pela
empresa sueca de energia Vatenfall, que passou a administrar o projeto. Depois de retomadas as obras,
a construção da usina de Goldisthal foi finalmente
concluída sete anos depois, em 2004. Com uma potência instalada de 1.060 MW, sua construção consumiu € 620 milhões (R$ 1,88 bilhão).
O maquinário clássico utilizado em usinas
reversíveis é constituído de um motor-gerador
instalado entre duas máquinas hidráulicas: uma
turbina, de um lado, e uma bomba, do outro. Quando
o fluxo da água se dá no sentido descendente,
o motor-gerador é operado como gerador e a
água do reservatório superior é canalizada para a
turbina, que aciona o gerador para gerar energia.
Já o sentido inverso exige que o motor-gerador seja
operado como motor, fazendo com que a água seja
canalizada do reservatório inferior para a bomba,
que é acionada pelo motor-gerador, com o objetivo
de recalcar água para o reservatório superior.
Além dessa disposição, existem usinas reversíveis
em que uma única máquina hidráulica (denominada turbina-bomba) substitui as duas máquinas
hidráulicas citadas acima. Esse tipo de solução costuma proporcionar menor rendimento hidráulico
(devido à menor especialização da turbina-bomba
quando comparada a uma turbina e uma bomba),
além de menor flexibilidade para o sistema (já que
o sentido de rotação do conjunto precisa ser invertido para alternar o sentido de operação da usina, o
que não é necessário na disposição anterior).
Embora Goldisthal seja uma usina desse último
tipo, sua flexibilidade é mais do que compensada
pela utilização de máquinas assíncronas. Por serem
alimentadas por reservatórios relativamente pequenos em comparação com usinas hidrelétricas convencionais, as usinas reversíveis apresentam uma
maior riqueza de condições operacionais (combinações de vazão e queda). Esse tipo de condição é
desvantajoso para máquinas síncronas (convencionais), que são dimensionadas para operarem em
um único ponto ótimo (combinação específica de
vazão, queda e rotação).
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 41
Foto: Voith
Foto: Voith
Já as máquinas síncronas apresentam diferentes
pontos ótimos de funcionamento para cada combinação de altura e queda graças à sua capacidade de
modificar a sua rotação. Para ilustrar essa flexibilidade, no caso de Goldisthal, os grupos assíncronos
operam com potências de 40 a 265 MW, enquanto
a faixa de operação das máquinas síncronas vai de
100 a 265 MW. Essa é certamente uma vantagem
para uma usina que cumpre a função de regulação
de carga e frequência na rede.
Máquinas assíncronas também podem despachar
energia à rede com maior velocidade, já que seus
conversores de frequência lhes permitem começar
a despachar energia a partir de 95% da velocidade síncrona da máquina. Além disso, a capacidade
dessas máquinas em suprir picos de demanda em
curtos espaços de tempo é incrível: pela aplicação
de freios regenerativos, essas unidades podem ser
desaceleradas para gerar cargas imediatas de energia para a rede.
Pelos motivos expostos acima, o projeto da usina
de Goldisthal optou pela instalação de máquinas
assíncronas. Mas como nunca haviam sido utilizados geradores assíncronos de grande porte em nenhuma usina europeia, essa opção parecia muito
arriscada como única configuração da usina. Além
disso, diferentemente de máquinas síncronas, geradores assíncronos não têm a capacidade de retomar sozinhos a sua operação em caso de apagões,
42 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Foto: Tobias Rosenbaum
Acima: vista do reservatório superior da usina que é
considerada um retrato da engenharia e da sociedade
alemã. A flexibilidade operacional de Goldisthal é um
dos seus grandes trunfos.
uma inconveniência que poderia ser resolvida pela
instalação de máquinas síncronas para realizar
essa função.
Assim, optou-se por dividir a usina de Goldisthal
em duas metades iguais: cada uma com um gerador síncrono e um assíncrono, sendo cada metade
alimentada por seu próprio conduto forçado. Isso
também permitiria continuar operando metade da
usina normalmente em caso de manutenção em sua
outra metade.
As máquinas hidráulicas de Goldisthal são turbinas-bombas de 4,59 metros de diâmetro e 265
megawatts de potência. Fabricadas pela Voith, essas máquinas trabalham com uma queda de 301,65
metros e uma vazão de 103 m3/s (operando como
turbina), e de 80 m3/s (operando como bomba).
A flexibilidade operacional de Goldisthal é um de
seus grandes trunfos. Com seus curtos tempos de
partida (75 segundos para o modo turbina e 185 segundos para modo bomba) e de inversão do modo
bomba para o modo turbina (85 segundos), suas
unidades podem fornecer ou absorver carga da rede
com enorme rapidez. E a usina deve grande parte
dessa flexibilidade ao seu sistema de automação, e
em especial à otimização da sequencia de partida e
parada de suas unidades geradoras e de seus reguladores de velocidade e de tensão.
A usina de Goldisthal foi construída em caverna,
isto é, no subterrâneo da montanha de Wurzelberg.
Seu reservatório superior está ligado à casa de força
por dois condutos forçados de 6,2 metros de diâmetro e 870 metros de comprimento escavados dentro da rocha. Da casa de força, a água segue para
o reservatório inferior por dois condutos, também
escavados, com 8,2 metros de diâmetro e 346 metros de comprimento. A casa de força inclui a caverna das máquinas e a caverna dos transformadores,
que podem ser acessadas por uma galeria de acesso
construída na lateral da montanha.
Apenas para efeito de comparação, embora Goldisthal seja a maior usina hidrelétrica da Alemanha
(com uma potência instalada de 1.060 megawatts),
essa usina corresponde a meras 1,5 máquinas (de
um total de 20) instaladas em Itaipu. Além disso, no
Brasil existem cerca de 40 usinas hidrelétricas com
potências superiores à usina de Goldisthal. Vista
por sua potência, Goldisthal parece não oferecer
grandes lições ao setor hidrelétrico brasileiro.
Por outro lado, enquanto a Alemanha ostenta 36
usinas hidrelétricas reversíveis (com uma potência
total instalada de 6.500 megawatts), simplesmente
não existem usinas reversíveis no Brasil. Até mesmo o modelo do setor elétrico brasileiro é impeditivo à instalação de usinas hidrelétricas reversíveis
no País. Isso implica que as cargas de ponta no Brasil têm de ser supridas primordialmente por usinas
térmicas, alternativas mais caras e poluentes quando comparadas à hidreletricidade.
Esse é o ponto em que o setor hidrelétrico brasileiro tem muito a aprender com Goldisthal: no
planejamento de sua infraestrutura, ou melhor, na
construção do presente levando em conta o futuro.
Pode parecer paradoxal, mas o velho continente está
muito empenhado em garantir um grande futuro.
O Brasil também está comprometido, mas com a
diferença de que o projeto ainda não saiu do papel.
Depois de passar pela novela do apagão em 2001, o
Brasil agora reexibe capítulos da mesma novela em
2014. E parece que a maior lição aprendida com o
episódio foi a da aplicação da palavra apagão propriamente dita, que agora é utilizada como forma
padrão de descrever tudo o que não funciona no
Brasil. Ao dizer que “(...) o Brasil tem um enorme
passado pela frente (...)”, Millôr Fernandes retrata
com perfeição esse país que parece não aprender
com a história.
O que mais impressiona nas construções históricas da Europa não é o seu estado de conservação,
mas, sim, o fato anterior de se tratarem de obras
As máquinas hidráulicas de Goldisthal são turbinas-bombas
de 4,59 metros de diâmetro e 265 megawatts de potência.
notáveis em si – prefeituras, catedrais, museus, palácios, muitas vezes alinhados por centenas de metros em inúmeras cidades europeias. Vistas com o
desapego que só a história é capaz de proporcionar,
ninguém questiona o fato de essas obras constituírem um inestimável patrimônio histórico da humanidade. Mais ainda nos surpreendemos quando
adotamos uma ótica antropológica para enxergarmos essas obras como verdadeiros testemunhos do
gênio de nossos antepassados.
De forma análoga, futuras gerações da humanidade poderão olhar para a obra de Goldisthal como
um desses representantes da engenhosidade e capacidade humanas: com suas extensas galerias e condutos construídos em caverna, sua represa artificial
escavada no cume de uma montanha ou a tecnologia
de ponta utilizada em seu maquinário, Goldisthal
beneficia milhões de pessoas diariamente pela segurança que proporciona ao sistema elétrico europeu.
Como herdeira da tradição que deu origem à
primeira usina reversível da Alemanha - instalada por nosso fundador em Heidenheim, berço de
nossa empresa -, a Voith trabalha com a certeza
de estar levando adiante a tradição de engenhosidade e dedicação legada pelos fundadores desta grande em-presa familiar. Não resta dúvida de
que, dentro de alguns séculos, o grande projeto
hidrelétrico de Goldisthal constituirá semelhante testemunho do gênio humano, que orgulhará
nossas futuras gerações da mesma forma como
hoje podemos nos orgulhar do legado deixado
por nossos fundadores.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 43
Cogeração,
jeito inteligente de
produzir energia
Por Robert Madersdorfer
Executive Manager da unidade da LANXESS em Porto Feliz (SP)
46 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Foto: Istockphoto
Foto: Istockphoto
Foto: Divulgação
Foi-se o tempo em que energia elétrica era um
peso para a fábrica de pigmentos inorgânicos da
LANXESS, instalada em Porto Feliz, interior de São
Paulo. Naquela época, essa fonte, essencial a qualquer atividade industrial, representava uma parcela
significativa nos custos de produção. É bom lembrar que a energia elétrica no Brasil é a terceira mais
cara do mundo. Não bastasse isso, o risco de fornecimento, devido às deficiências de infraestrutura no
território brasileiro, também era latente.
Após uma série de estudos, a LANXESS optou então pela construção de uma usina de cogeração de
energia à base de biomassa como alternativa viável
de autossuficiência energética. O objetivo era uma
projetada redução de custos e, principalmente, a mitigação das incertezas de abastecimento em momentos de crise. Um dos fatores levados em consideração
para levar adiante esse projeto foi o fato de o Brasil
contar com vasta matéria-prima (bagaço de cana,
casca de arroz, licor negro, resíduos de madeira e
agrícolas, restos de alimentos e esterco, entre outros).
O projeto, lançado em 2008 e finalizado em 2010 –
conforme planejamento inicial, apesar da crise econômica global naquele período – custou cerca de
€ 8 milhões (cerca de R$ 24 milhões ao câmbio de
Foto: Lanxess
Foto: Lanxess
Exemplo de Sucesso
hoje). Desde então, a usina tem se mostrado como
alternativa energética das mais eficientes para a
produção de eletricidade e vapor, ambas utilizadas
durante o processo produtivo de pigmentos de óxido de ferro. A capacidade de geração é de 4,5 MW e
pode alcançar uma eficiência de até 90%.
Além disso, a LANXESS conta com um melhor
controle e previsibilidade de custos e de suprimento
de energia. Esses fatores são importantes para manter a competitividade da empresa, já que impactam
diretamente os custos operacionais e a produção
ininterrupta da fábrica.
Outro ponto que merece destaque é a redução
substancial da emissão de gás carbônico na atmosfera. As emissões de CO2 na unidade de Porto Feliz
são praticamente zero, aumentando a compatibilidade ambiental no processo de produção de pigmentos de óxido de ferro, comercializados mundialmente sob a marca líder Bayferrox®. Até mesmo
as cinzas residuais resultantes do processo de queima podem ser aproveitadas como fertilizante.
A implementação de processos de produção que
preservam recursos é parte fundamental da estratégia global de sustentabilidade da LANXESS.
Com a construção da usina em Porto Feliz, foi
estabelecido um equilíbrio ideal entre fatores ecológicos e econômicos. Para a LANXESS, a sustentabilidade econômica e ecológica são fatores inseparáveis. Por exemplo, a empresa cumpre com os
mais recentes padrões de segurança em todas as
suas plantas produtivas.
A LANXESS optou pela construção de uma usina de cogeração de energia à base de biomassa como alternativa viável
de autossuficiência energética.
A LANXESS também evita emissões em grande
parte das vezes e, quando isto não é possível, as
neutraliza. Como resultado, a empresa oferece valor agregado a seus clientes, entre eles a indústria de
construção civil, o setor de tintas e revestimentos e
as indústrias de plásticos e papel. O óxido de ferro
também é utilizado em pastilhas de freio e airbags,
além de purificar a água de poços.
A unidade de negócios de Pigmentos Inorgânicos
da LANXESS é a maior fabricante de pigmentos de
óxido de ferro do mundo e conta com uma linha
de produtos abrangente e inovadora, além de competência técnica e expertise de consultoria de alta
qualidade. A maior planta de produção de óxido de
ferro no mundo está em operação em Krefeld-Uerdingen, na Alemanha. Junto às plantas de Jinshan,
na China, e de Porto Feliz, no Brasil, a LANXESS
possui capacidade de sintetização de mais de 350
mil toneladas métricas/ano.
Sobre a Lanxess
A LANXESS (www.lanxess.com.br) é líder em
especialidades químicas, com volume de vendas
de 8,3 bilhões de Euros em 2013. Atualmente conta com cerca de 17.300 funcionários distribuídos
em 31 países. A companhia possui 52 unidades de
produção ao redor do mundo. O core business da
LANXESS é o desenvolvimento, produção e venda de especialidades químicas, plásticos, borracha
e intermediários. LANXESS é uma companhia
membro do Dow Jones Sustainability Index (DJSI)
World e FTSE4Good.
No Brasil, a LANXESS está representada por meio
de suas 14 unidades de negócio, possui aproximadamente 1.200 funcionários, 7 unidades produtivas, laboratórios e escritórios, distribuídos pelas
cidades de São Paulo e Porto Feliz (SP), São Leopoldo e Triunfo (RS), Duque de Caxias (RJ), Cabo de
Santo Agostinho e Recife (PE).
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 47
Smart Grid:
eficiência e confiabilidade
ao sistema elétrico
Por Marcelo Borowski Gomes
CEO da divisão de Smart Grid da Siemens Brasil
Fotos: Siemens
Exemplo de Sucesso
As redes inteligentes oferecem,
ainda, uma melhor qualidade
de energia nos vários níveis de
tensão, ganhos de segurança,
monitoramento e estabilidade
para o sistema.
Smart Grids, ou redes inteligentes, são a aplicação de TI
dentro da rede elétrica de modo a torná-la inteligente e
automatizada por meio de seus sistemas de comunicação.
As redes inteligentes do futuro devem fornecer o que há de mais inovador.
48 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
O mundo em que vivemos está em constante mudança. Acompanhamos, nos últimos anos, alterações significativas nos meios de gerar, transmitir,
distribuir e consumir energia. Diante deste cenário,
nos deparamos com uma crescente demanda por
fontes de energia renováveis, menos poluidoras,
com geração distribuída e maior eficiência e confiabilidade nas redes de fornecimento de energia.
Todas essas novas tendências deparam-se com
uma infraestrutura defasada, projetada para um
mercado com menos consumidores, poucos dispositivos, além de cidades e níveis de produção menores. Muitas vezes, essa infraestrutura já antiga é
inflexível e apresenta problemas de capacidade, suscitando riscos econômicos para o futuro. Contamos,
também, com mudanças de paradigmas na matriz
energética mundial: usinas nucleares estão sendo
amplamente debatidas, tendendo a se esvair, e os recursos fósseis estão perdendo força. Para esses desafios, buscamos respostas inteligentes e sustentáveis.
Neste momento, o conceito de Smart Grid torna-se
uma das soluções inovadoras.
Smart Grids, ou redes inteligentes, são a aplicação
de TI dentro da rede elétrica de modo a torná-la inteligente e automatizada por meio de seus sistemas
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 49
nucleotcm
www.zf.com
Na visão da Siemens, o conceito vai desde o controle de geração intermitente até o consumo
inteligente, passando pela transmissão eficiente e distribuição flexível da energia elétrica.
de comunicação. Na visão da Siemens, o conceito
vai desde o controle de geração intermitente até o
consumo inteligente, passando pela transmissão eficiente e distribuição flexível da energia elétrica. As
redes inteligentes do futuro devem fornecer o que
há de mais inovador em termos de soluções de tecnologia da informação, possibilitando a integração
vertical e horizontal de todos os elementos da rede.
Além disso, deve prover a cobertura de toda a cadeia de conversão, passando por concessionárias de
energia, indústrias e cidades, até operadores ferroviários. Diferentes países e mercados podem usufruir
dessa tecnologia para enfrentar os mais específicos
desafios.
As vantagens da aplicação do Smart Grid abrangem diversos participantes da cadeia de conversão,
partindo da redução das emissões de CO2 relativas
à geração de energia por meio do acesso às grandes
centrais de energia eólica, hidro e solar até a redução
nas perdas de transmissão e distribuição. As redes
inteligentes oferecem, ainda, uma melhor qualidade
de energia nos vários níveis de tensão, ganhos de segurança, monitoramento e estabilidade para o sistema. Os benefícios englobam, também, redução nos
custos com energia e melhoria no desempenho da
rede pelos operadores e concessionárias por meio de
uma integração do sistema de informação inteligente e tecnologias de comunicação.
50 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
De acordo com um estudo elaborado pela GlobalData, consultoria norte-americana especializada no
setor de energia, o mercado brasileiro de Smart Grid
deverá apresentar uma taxa composta de crescimento anual de 43% até 2020, garantindo o desenvolvimento da infraestrutura interna de modo a alcançar os padrões internacionais e reduzir as perdas de
energia, que ultrapassam a casa dos 20% em algumas
regiões do país e geram prejuízos às distribuidoras.
Atualmente, o Brasil conta com um dos mais
avançados e confiáveis sistemas de gerenciamento
de energia no mundo. Desenvolvido pelo consórcio Siemens-Cepel, o novo sistema de supervisão e
controle do Operador Nacional do Sistema Elétrico
(ONS), responsável pelo gerenciamento de energia
do País, passa a contar com tecnologia Smart Grid
que estabelece uma plataforma unificada nos centros de operação da companhia.
Este importante projeto desenvolvido em parceria
com o Cepel reforça o compromisso que a Siemens
tem com a inovação e com o crescimento do País.
Foi um trabalho desafiador que resultou em mais
eficiência e confiabilidade ao sistema elétrico brasileiro. A companhia conta com uma vasta experiência em aplicações Smart Grid em todo o mundo e o
Brasil dá um passo definitivo em direção ao conceito
de redes inteligentes com o Reger (Rede de Gerenciamento de Energia).
PARA A ZF, EFICIÊNCIA, SUSTENTABILIDADE
E TECNOLOGIA GERAM JUNTAS A ENERGIA
DO FUTURO
Mais do que oferecer inovações tecnológicas e soluções modernas para diversos segmentos, a ZF trabalha dia
a dia, pelo uso eficiente de energia e recursos naturais e, consequentemente, por um futuro mais sustentável.
Atualmente, o Brasil possui a sexta maior reserva
de urânio do mundo – eram 310 mil toneladas há
dois anos. Esse fato garantiria o suprimento de pelo
menos dez usinas nucleares de 1MW de potência
instalada – o equivalente ao consumo médio de seis
mil pessoas – por um período de 100 anos. Entretanto, o futuro dessa fonte de energia elétrica no
País é desconhecido e incerto. Não apenas porque
nele confluem uma ampla rejeição da sociedade,
mas também devido aos rumos pelo quais caminham as pesquisas de usinas de quarta geração.
Ao ponderar os benefícios ou prejuízos que a energia nuclear poderia trazer para os consumidores,
a balança parece se inclinar mais para o lado dos
benefícios. Tanto pelo potencial energético, como
pelo impacto ao meio ambiente no curto prazo isso quando o problema da acumulação de resíduos
radiativos das usinas nucleares for resolvido. Não é
demais lembrar que a disposição desse lixo ainda é
um problema mundial, e a maioria dos países usa
52 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
depósitos provisórios, solução que também está
sendo utilizada no Brasil.
“Acho inevitável que, a médio ou longo prazo, a
energia nuclear venha a ser considerada aqui no País
como alternativa para evitar problemas de abastecimento. Infelizmente, hoje não há mais tempo útil
para ser usada”, lamenta Luiz Pinguelli Rosa, diretor
da Coppe/UFRJ e ex-presidente da Eletrobras, ao se
referir ao alto risco de racionamento que o Brasil
enfrenta, fato que até influenciou no rebaixamento
da nota de crédito soberano pela Standard & Poor’s.
Hoje, a participação dessa fonte na matriz energética brasileira se resume a meros 1.990 MW, ou
apenas 1,55% dos pouco mais de 128.000 MW da
capacidade instalada do País. E mesmo com a eventual entrada em operação de Angra III, prevista
para maio de 2018, essa fatia não deve passar de 3%.
Esta poderá ficar diluída com a ampliação de outras
fontes de energia, principalmente as geradas com
combustíveis renováveis, limpos e mais baratos.
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Foto: Istockphoto
Por Vladimir Goitia
Vários países, como a Alemanha, Bélgica, Suíça e França, decidiram acelerar seu processo de
redução gradual de suas centrais
nucleares e, a médio prazo, devem
abandoná-las. “Nos Estados Unidos não se inicia a construção de
novos reatores nucleares há mais
de 25 anos. Os países que ainda
estão investindo nesta tecnologia
são a China, Rússia, a Coreia do
Sul e uns poucos outros no Oriente Médio”, afirma Goldemberg.
“Estes países não são bons exemplos para o Brasil
porque não têm outras opções como tem o nosso
país”, arremata.
Montalvão discorda. Ele reconhece que o acidente
de Fukushima estimulou estudos, debates e posicionamentos que estão retardando eventuais tomadas
de decisão sobre novos empreendimentos nucleares. Entretanto, ele afirma serem essas as mesmas
razões que estão levando o mundo a planejar o aumento da participação nuclear na matriz de geração de eletricidade. De acordo com ele, o acidente
nuclear no Japão não implica elementos objetivos
que possam alterar os rumos atuais do programa
nuclear brasileiro.
“Antes do acidente no Japão, a Eletronuclear já
tinha dado início ao procedimento de seleção de
locais candidatos para as futuras centrais nucleares
brasileiras, a partir das diretrizes de planejamento
Fo
to:
Energia nuclear tem
futuro incerto
São justamente esses os argumentos de quem se
posiciona contra a energia nuclear. Para eles, os
principais e mais influentes fatores na limitação da
expansão da energia nuclear no Brasil são os altos
custos de construção das usinas e a disponibilidade
de fontes alternativas muito melhores do ponto de
vista econômico e ambiental.
“O Brasil tem ainda amplas oportunidades de expandir, por exemplo, a geração hidroelétrica além de
outras energias renováveis, como as eólicas e a biomassa”, argumenta José Goldemberg, professor do
Instituto de Energia e Ambiente da Universidade de
São Paulo (USP) e ex-ministro das pastas de Ciência
e Tecnologia e Meio Ambiente entre 1990 e 1992.
A questão, entretanto, é que, com o contínuo esgotamento de expansão do potencial hidroelétrico, há
uma necessidade de acionamento cada vez maior
de usinas termelétricas a óleo e gás para suprir a
crescente demanda de energia. O problema é que
esses dois combustíveis são considerados caros e,
vez ou outra, enfrentam risco de suprimento.
Wilson Montalvão, assistente da presidência da
Eletronuclear, lembra que o sistema elétrico nacional, que até o ano 2000 poderia operar baseado
unicamente em hidrelétricas, nos últimos anos necessitou de uma contribuição mensal de geração
termoelétrica superior a 2.000 MW médios. E isso
tem provocado custos altíssimos para o governo,
que, inevitavelmente, os repassará para a população.
Montalvão lembra também que, enquanto a energia das usinas nucleares Angra I e Angra II é vendida a R$ 135,69 o MWh (base de dezembro de 2013),
a eletricidade gerada por 15 usinas térmicas despachadas na base pelo Operador Nacional do Sistema
(ONS) - composto por usinas a carvão, biomassa,
gás natural, óleo combustível e óleo diesel - vem
sendo vendida nos últimos dois anos a R$ 410,00,
em média. Isto é, as termoelétricas convencionais
produzem energia a preços que variam entre R$
270,00 e R$ 1.000 o MWh.
Mas nem mesmo essa gritante diferença de preços
seduz quem poderia se beneficiar com energia mais
barata. Os investidores, arrefecidos ainda mais depois do acidente de Fukushima, há exatamente três
anos, parecem também estar abalados com as ondas de choque geradas pelo terremoto e o tsunami
que atingiram o Japão. Até a Agência Internacional
de Energia Atômica (AIEA) avalia que a expansão
global da energia nuclear depois desses fatos sofreu
desaceleração moderada.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 53
Foto: Divulgação
Energia Nuclear
54 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Areva aposta na ampliação nucelar no Brasil
436 reatores em operação
País
Unid.
Total MW(e)
África do Sul
2
1860
Alemanha
9
12068
Argentina
2
935
Armênia
1
375
Bélgica
7
5927
Brasil
2
1884
Bulgária
2
1906
Canadá
19
13500
China/ Taiwan
24
18888
Coréia do Sul
23
20739
Eslováquia
4
1816
Eslovênia
1
688
Espanha
8
7560
Finlândia
4
2752
França
58
63130
Holanda
1
482
Hungria
4
1889
Índia
20
4391
Irã
1
915
Japão
50
44215
México
2
1530
Paquistão
3
725
Reino Unido
16
9231
Rep. Checa
6
3804
Romênia
2
1300
Rússia
33
23643
Suécia
10
9408
Suiça
5
3308
Ucrânia
15
13107
USA
102
100710
TOTAL
436
372.686
Foto: Divulgação
Panorama dos países com centrais nucleares e potência instalada
em 2013:
Fonte: AIEA, 2013
Foto: Divulgação
estabelecidas pelo Plano Nacional de Energia 2030 (PNE
2030), que considerava a expansão da oferta nuclear em
4.000 MW, sendo 2.000 MW na
região Nordeste e 2.000 MW na
região Sudeste”, diz.
Montalvão explica ainda que,
no momento, o setor aguarda
o lançamento do Plano Nacional de Energia 2050 (PNE
2050), previsto para este ano.
“Esse documento vai determinar o planejamento energético
brasileiro para as próximas décadas e dizer qual
será a contribuição futura da energia nuclear. Estamos aguardando essa definição para dar continuidade ao trabalho de prospecção de sítios para
sediar novas usinas nucleares. Já fizemos um levantamento de 40 áreas aptas em todo o país”, informa. Segundo Montalvão, o PNE 2050 indicará
as áreas prioritárias para prosseguir com a escolha
dos sítios finalistas.
Goldemberg avalia, entretanto, que, como em
muitos outros países, a iniciativa privada não tem
interesse em investir em energia nuclear, devido
ao elevado e crescente custo de instalação. O que
o professor da USP quer dizer é que a eventual expansão do parque nuclear brasileiro caberia quase
que exclusivamente ao setor público. Cálculos da
própria Eletronuclear mostram que o investimento
previsto para a implantação de novas usinas seria de
aproximadamente US$ 5 bilhões para uma unidade
de 1.000 MW.
“Esse valor é overnight, ou seja, seria o montante a
ser pago se a usina fosse quitada de uma única vez”,
explica Montalvão. Entretanto, o pagamento se daria ao longo de 15 anos, com acréscimo de juros. O
investimento poderia ser amortizado durante esse
período a partir da geração de caixa da própria usina, segundo o funcionário da Eletronuclear. Como
a vida útil do empreendimento supera os 60 anos,
uma nova usina nuclear produziria eletricidade e
se apropriaria de significativos montantes de lucro
durante quase meio século após a amortização do
investimento inicial.
A Areva, líder mundial na construção de reatores,
concepção e fabricação de equipamentos nucleares e sistema de controle e comando digital, entre
outros, avalia que as diretrizes do planejamento
energético brasileiro para as próximas décadas, que
preveem a ampliação da energia nuclear na matriz
energética nacional, permitirá à companhia francesa ganhar maior espaço no País.
“Sabemos que o Brasil
tem planos para implementar entre quatro e oito novas unidades nucleares até
2030. Então, a Areva considera que usina de Angra III
é um marco importante na
direção do nosso objetivo
de ganhar mais espaço no
Brasil”, diz Bernard Bastide,
diretor da Areva para o Brasil e América Latina, ao
lembrar recente contrato entre a estatal francesa e
a Eletronuclear.
O contrato ao qual o executivo se refere prevê o
fornecimento de serviços de engenharia, componentes, sistemas de controle e comando digital da
central, além da assistência na supervisão dos trabalhos de instalação de equipamentos na usina de
Angra III, prevista para entrar em operação em
maio de 2018. O valor do contrato, assinado em novembro do ano passado, é de 1,25 bilhão de euros
(R$3,75 bilhões).
Angra III terá capacidade para gerar 1.405 MW
e tem orçamento total estimado em cerca de R$
14 bilhões, com base em números de dezembro de
2012. Ela será capaz de gerar mais de 12 milhões de
MWh/ano, energia suficiente para abastecer Brasília e Belo Horizonte durante o mesmo período.
Com Angra III, o setor passará a gerar o equivalente a 50% do consumo do Estado do Rio de Janeiro.
“Esperamos que esse projeto posicione a Areva - e
a sua joint venture Atmea - como candidata a participar na implantação de futuras unidades nucleares no Brasil”, completa, entusiasmado, o diretor da
companhia. Não é para menos. O contrato com a
Eletronuclear elevará para quase 105 o número de
reatores nucleares construídos pelo grupo francês
ao redor do mundo.
Como líder mundial do setor nuclear, onde também domina toda a cadeia de fornecimento – mineração, química, enriquecimento de urânio, fabricação de combustível, reatores e reciclagem de
combustível –, a Areva é responsável também pela
prestação de serviços de Ensaios Não Destrutivos
(END) e testes especiais para várias centrais nucleares em diversos países, entre elas Angra I e Angra II.
Vale ressaltar que Ensaios Não Destrutivos aplicados em centrais nucleares têm a mesma finalidade de quando aplicados no setor industrial como
um todo. Levando em conta, entretanto, as particularidades das inspeções que devem ser feitas nas
áreas controladas da usina, que exigem equipamentos especiais automatizados ou semi-automatizados, além de pessoal altamente treinado para
sua execução.
O grupo francês está também presente na área de
bioenergia no País. Por meio da Areva Renewable
Brasil, que hoje conta com cerca de 200 pessoas
trabalhando no setor, projeta e fornece unidades
de geração de energia com biomassa (bagaço de
cana e eucalipto, entre outras fontes, dependendo
da viabilidade comercial). De acordo com Bastide,
a Areva Renewables está capacitada para fornecer
qualquer tipo de unidades. “Temos histórico importante nessa área. Já construímos 100 unidades
de biomassa no País, somando mais de 2.000 MW
em mais de 20 anos”, conta.
Além do Brasil, a Areva está presente em outros
países da América Latina, como Chile e Colômbia. “Vendemos projetos, engenharia e tecnologia.
Também queremos fornecer outros tipos de energia renovável, especificamente a energia solar”, diz.
Ele ressalta que o grupo está apto a desenvolver e
comercializar projetos de energia solar concentrada (CSP, na sigla em inglês). “É um tipo de energia
solar muito mais estável que a fotovoltaica, porque
conta com um sistema que não está tão sujeito a períodos nublados”, afirma.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 55
Devido a uma necessidade crescente de energia
elétrica e à redução dos recursos fósseis, as energias de fontes renováveis têm se tornado cada vez
mais relevantes. Diante disso, as pesquisas na área
fotovoltaica também vêm se concentrando, há alguns anos, nas células solares orgânicas, conhecidas
como células solares de terceira geração – as de silício foram as de primeira geração e as de filmes finos
inorgânicos, de segunda.
Comparadas às tradicionais células solares de
silício, as células solares orgânicas têm inúmeras
vantagens: elas são flexíveis, leves e sua produção
é barata. Essa flexibilidade cria novas possibilidades de uso, como a integração de módulos de
vidro em vidraças de janelas. Por isso, a produção
mais barata a torna interessante para a fabricação
em massa.
Os módulos solares orgânicos (OPVs, sigla em inglês para organic photovoltaic) já estão sendo parcialmente utilizados em aparelhos eletrônicos. As células
OPV levam esse nome porque usam materiais semicondutores a base de carbono para fazer a conversão
de energia luminosa em energia elétrica. Os OPVs
vêm sendo produzidos por meio de novas técnicas de
fabricação por processo contínuo, conhecida como
técnica roll-to-roll, que é bem mais rápida e eficiente
do que os complicados processos necessários para a
fabricação de componentes inorgânicos.
56 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Diferentemente dos métodos tradicionais, nos
quais cada elemento é fabricado separadamente,
esse se assemelha a uma esteira rolante. No sistema roll-to-roll, as camadas são impressas consecutivamente sobre uma camada-base flexível, a qual
se desloca continuamente sobre rolos, como uma
esteira rolante sem fim. Em uma última etapa, as
camadas ainda são encapsuladas hermeticamente
sobre a esteira para serem protegidas principalmente do oxigênio.
A condição prévia necessária para a fabricação
com o método roll-to-roll é usar um material de
base flexível com características de substrato. Até
agora, foram utilizados filmes de polímeros, os
quais, no entanto, apresentam a seguinte desvantagem: os filmes são permeáveis, até certo grau, ao
vapor de água e ao oxigênio, que afetam o sensível
módulo solar, reduzindo consideravelmente sua
vida útil. Por isso, vêm sendo utilizados substratos
com camadas que servem de barreiras para proteger
os módulos OPV. Para temperaturas de processo
mais altas e uma vida útil mais longa, é necessário
utilizar outros substratos de base.
Pesquisadores do Instituto Fraunhofer para Pesquisas Aplicadas em Polímeros (IAP), da Alemanha, trabalham atualmente com um novo material de base:
um vidro extremamente fino. Vidro não é apenas o
material ideal para o encapsulamento, mas também
Parceria para produzir OPVs no Brasil
No momento, o Brasil investe fortemente em
energias alternativas. A conversão da energia solar
em energia elétrica é um importante componente
dessa estratégia, pois, futuramente, a fotovoltaica
orgânica deve possibilitar, também, que se obtenha
Foto: Fraunhofer IAP - Armin Wedel
O desafio das células solares
de terceira geração
para suportar temperaturas de processamento até
400 graus de temperatura. Graças às suas características físicas especiais, é possível obter camadas de
apenas 100 micrômetros de espessura, o que corresponde aproximadamente a uma folha de papel.
Esse vidro especial não tem muita semelhança
com o vidro dos copos que usamos diariamente
para beber água. Ele não só é extremamente forte
e resistente à quebra, como também é altamente
flexível, mesmo no estado sólido, podendo ser levemente arqueado. Atualmente, o seu processamento
ainda é feito com camadas empilhadas.
O objetivo é produzir esses módulos também com
equipamentos roll-to-roll. De forma semelhante ao
processo de impressão de jornais, o substrato de base
é enrolado em um rolo. Na outra extremidade encontra-se um rolo vazio e, entre os dois rolos, as camadas
fotoativas e os eletrodos são impressos em vários processos. Com essa tecnologia de produção, é possível
fabricar grandes superfícies em série e de forma eficaz.
Essa tecnologia também possibilita criar OPVs
robustos e eficientes por longo prazo para as mais
diversas aplicações: de minúsculas células solares
para telefone celular até módulos fotovoltaicos de
ampla dimensão.
Demonstração de prédio com células
solares de 3ª geração.
Foto: Bernard Schmidt/ Flexsolar
Foto: Istockphoto
Energia Solar
Células solares: fácil, flexíveis, inquebráveis
e com preços razoáveis.
energia elétrica em regiões do Brasil com pouca infraestrutura.
Nesse caso, a energia elétrica significa não apenas iluminação, mas também o acesso a modernos meios de comunicação, como computadores e
smartphones. Os elementos fotovoltaicos necessários, porém, precisam ser leves, baratos e, em muitos casos, flexíveis, para que possam ser instalados,
por exemplo, em mochilas escolares.
Também estão previstos elementos para superfícies mais amplas por meio das quais as baterias de
laptops poderão ser carregadas. Para tanto, a empresa brasileira FlexSolar e o Instituto Fraunhofer
para Pesquisas Aplicadas em Polímeros (IAP) irão
desenvolver células solares orgânicas flexíveis. Em
2012, as duas assinaram um acordo para desenvolver essas células de terceira geração.
O projeto, estimado em 4,8 milhões de euros (R$
cerca de R$ 14,5 milhões), prevê que a produção,
num primeiro momento, será concentrada na Alemanha, mas, depois, os dispositivos deverão ser
fabricados também em Joinville (SC), sede da Flex
Solar. A empresa brasileira pretende produzir a
quantidade necessária de elementos fotovoltaicos
em um processo de impressão contínua com equipamentos roll-to-roll. As tecnologias e os processos
necessários para tanto serão desenvolvidos pelo IAP.
A FlexSolar, criada para transferir esse know-how
para a área de fotovoltaicos, já que a fabricação das
células solares orgânicas utiliza métodos de impressão similares aos da indústria gráfica, será responsável pelo desenvolvimento do produto e pela sua
comercialização na América do Sul.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 57
Biomassa
Biomassa:
a energia verde
Por Vladimir Goitia
Foto: Divulgação
Foto: Istockphoto
Bioenergia dá um salto, mas ainda é “primo pobre” do setor
A capacidade instalada do Brasil para produção
de eletricidade com bagaço de cana, casca de arroz,
licor negro, resíduos de madeira e agrícolas, restos
de alimentos e esterco, entre outros, deu um salto
impressionante nos últimos cinco anos, passando de pouco menos de 1.000 MW, em 2010, para
11.423 MW em abril deste ano, marca que supera a
Usina Belo Monte, estimada em 11.233 MW assim
que entrar em operação. Apesar dessa expansão, a
potência da bioeletricidade equivale apenas a 8,4%
de toda a capacidade de geração do Brasil, estimada hoje em 136.281 MW (potência outorgada) pela
Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel).
Ao todo, são 477 usinas em operação, sendo que
o bagaço de cana é responsável pela produção de
9.340 MW. Estima-se que, no ano passado, a bioeletricidade produzida pelo bagaço tenha sido responsável por uma oferta de 15 milhões de MWh ao Sistema Interligado Nacional (SIN). Essa oferta à rede
representou poupar pelo menos 7% da água nos
reservatórios da região Sudeste/Centro-oeste, justamente porque essa geração ocorre na época críti-
58 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
ca do setor elétrico (período seco), que se agravou
ainda mais no início deste ano. O maior potencial
de geração está em São Paulo, Goiás, Minas Gerais,
Mato Grosso do Sul e Paraná, os maiores centros de
consumo de energia elétrica.
De acordo com a Empresa de Pesquisa Energética
(EPE), órgão de planejamento energético do governo brasileiro, as quase 480 usinas térmicas movidas
com biomassa constituem mais uma fonte renovável
disponível para compor a expansão da oferta de geração no País. Não em vão elas já superam em mais
de quatro vezes a capacidade instalada de outra fonte
importante de produção de energia limpa: a eólica,
que responde por 2.704 MW, ou 1,98% do total geral.
Vale ressaltar que a biomassa é considerada uma
das fontes mais renováveis, capaz de gerar energia
elétrica 24 horas por dia, já que não depende do sol,
do vento ou da água. Em outras palavras, é a aposta
mais limpa, mais barata e mais eficiente, razão pela
qual o setor continua a se expandir aqui e lá fora,
e cresce a um ritmo mais veloz do que a economia
global, segundo o Pew Environment Group, braço
ambiental da organização sem fins lucrativos The
Pew Charitable Trust, sediada nos Estados Unidos.
Além disso, é possível ainda comercializar créditos
no mercado de carbono e reduzir os valores necessários
para investimento, em comparação a outros tipos de
energia limpa.
Para o gerente em bioeletricidade da União da Indústria
de Cana-de-Açúcar (UNICA), Zilmar de Souza, esse
quadro mostra o potencial
que tem a fonte biomassa
em geral, particularmente
o bagaço e a palha da cana-de-açúcar. “O novo patamar
atingido é motivo de orgulho, mas não podemos
comemorar como deveríamos, pois ainda temos
dúvidas sobre as perspectivas de longo prazo e o
avanço dessa fonte na matriz elétrica”, pondera Souza. Ele explica ainda que, apesar de o potencial ser
reconhecido pelo próprio governo, a expansão ainda depende muito da comercialização de energia
no ambiente regulado (leilões regulados), aspecto
que causa preocupação por não haver continuidade
na contratação da bioeletricidade.
Além disso, há entraves que impedem a ampliação da geração por meio de biomassa, que, segundo
Souza, deveriam ser tratados com a adoção de uma
política setorial específica para a bioenergia. Estima-se que, das quase 480 usinas, apenas entre 170 e
180 usinas exportam para o SIN. Ou seja, quase 300
usinas produzem vapor e eletricidade apenas para
o consumo próprio, mas seria possível transformá-las em termelétricas produtoras de energia elétrica
renovável excedente para a rede elétrica. “Para isso,
seria necessário uma política setorial de longo prazo capaz de promover a eficiência energética nessas
usinas, trocando caldeiras, reduzindo o consumo
de vapor, gerando mais energia com o mesmo bagaço da cana”, explica Souza.
Suani Coelho, professora do programa de Pós
Graduação em Energia da Universidade de São
Paulo (USP) e coordenadora do Centro Nacional
de Referência em Biomassa (Cenbio/IEE/USP),
avalia que a participação da biomassa na matriz
energética brasileira é ainda muito reduzida. Mas
acredita que as vantagens econômicas para quem
produz eletricidade por meio da biomassa devem
incentivar investimentos que permitam ampliar e
até dobrar a fatia na capacidade instalada brasileira.
Entre essas vantagens, ela cita a utilização de equi-
pamentos e matéria-prima nacionais e o aproveitamento de resíduos ambientalmente corretos, além,
claro, da geração de empregos em zonas rurais.
É o caso da MPC Bioenergia do Brasil, subsidiária
do grupo alemão MPC Münchemeyer Petersen &
Co, que administra algumas dezenas de bilhões de
euros em fundos e tem investimentos nas áreas de
energia, imóveis e navegação. Há dois anos, a empresa produz 12,3 MW de energia em uma usina
própria movimentada com casca de arroz em São
Borja, no Rio Grande do Sul. Dessa capacidade, a
MPC exporta para o SIN 10,8 MW, energia suficiente para abastecer uma cidade com 60 mil casas,
ou de 180 mil habitantes. O restante é para consumo próprio.
O resultado desse projeto foi tão promissor que a
MPC tem outras duas usinas prontas para sair do
papel: uma em Itaqui, a mais 100 km de São Borja,
e outra em Pelotas. A primeira deve começar a ser
erguida no segundo semestre e pode entrar em operação em meados de 2016, de acordo com Johann
Albert Ramcke, diretor executivo da MPC.
“A segunda está em fase de licenciamento ambiental, com perspectivas de começar a gerar energia já
em meados de 2017”, informa Ramcke. Tanto uma
como a outra terão capacidade de geração entre 16
MW e 17 MW. O executivo prefere não falar em investimentos, mas lembra que a primeira usina de
São Borja da empresa movida a casca de arroz custou cerca de R$ 70 milhões.
E dentro da filosofia de que tudo pode ser reaproveitado de forma sustentável, Ramcke conta que as
cinzas das quase 100 mil toneladas de casca de arroz queimadas para fazer funcionar a usina estão
Foto: Istockphoto
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 59
sendo aproveitadas para a impermeabilização de
concreto. O mesmo deve ocorrer com as cinzas que
serão geradas nas outras duas usinas.
A Guarani, que em abril de 2011 recebeu investimentos volumosos da Tereos para ampliar a sua
capacidade de produção de energia de cogeração,
vai quadruplicar a venda de energia, passando de
259 GWh, em 2011, para 1.2 GWh em 2016. Na safra 2013/14, a companhia produziu 720 GWh para
o sistema elétrico e estima comercializar mais de
1 GWh na safra 2014/15, o que representa um aumento de 40% em relação à safra anterior.
A empresa informa que as sete unidades industriais
da Guarani são autossuficientes em energia elétrica
gerada da queima do bagaço de cana. Das sete unidades, seis geram energia excedente para a venda.
Na safra 2015/16, a Companhia terá quadruplicado
a sua capacidade de cogerar energia chegando a 1.2
GWh. Os projetos de cogeração de energia elétrica
para a venda tiveram início na Guarani em 2003.
A Roland Berger Strategy Consultants é uma das principais
consultorias estratégicas no mundo. Com mais de 2.700
funcionários e 51 escritórios em 36 países, operamos com
sucesso em todos os mercados internacionais.
Etanol 2G, aposta do futuro
Os gargalos para a produção de etanol de segunda
geração (2G), obtido a partir da biomassa (bagaço
e palha de cana-de-açúcar), praticamente foram superados, e o aproveitamento sustentável da massa
verde (celulose) deve permitir um aumento de mais
de 40% na produção, sem necessidade de ampliar as
áreas plantadas com canavial. Daí que essa matéria-prima vem ganhando cada vez mais espaço no setor sucroalcooleiro por ser uma alternativa para a
produção de bioenergia e etanol 2G.
A Raízen, maior produtora de açúcar e etanol do
mundo, controlada pela Cosan e Shell, está em processo de conclusão da sua primeira unidade industrial de etanol 2G ao lado da Usina Costa Pinto, em
Piracicaba (SP), com capacidade de produção de 40
milhões de litros anuais. De acordo com Rodrigo
Pacheco, diretor de Projetos Industriais EAB da Raízen, a unidade industrial que ficará acoplada à usina de cana para o aproveitamento da biomassa deve
entrar em operação ao final deste ano.
A empresa, que está investindo R$ 230 milhões no
projeto, estuda erguer o mesmo tipo de fábrica de
etanol celulósico em outras nove usinas nos próximos dez anos para aproveitar a logística da palha e
do bagaço de cana. “A capacidade de produção de
etanol 2G vai variar de usina a usina, já que isso dependerá da biomassa disponível”, explica Pacheco.
A ideia da companhia é aumentar a produtividade
sem aumentar a área cultivada, aproveitando 100%
da matéria-prima já existente. A empresa lembra
que são cerca de 25 milhões de toneladas de bio-
60 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
It's character
that creates impact!
massa por ano-safra. A expectativa é que, operando
com capacidade máxima, essas novas unidades industriais produzam pelo menos 1 bilhão de litros de
etanol 2G por ano.
A Raízen lembra que, desde 2012, mantém, em
parceria com a canadense Iogen Corporation, uma
planta-teste de etanol celulósico em de Ottawa. A
ideia é adquirir experiência suficiente e colocar em
operação a primeira unidade industrial de etanol
celulósico da empresa. Até o momento, a companhia já enviou mais de mil toneladas de bagaço de
cana-de-açúcar para o Canadá, onde uma equipe da
Raízen acompanha o desenvolvimento do projeto
do etanol 2G.
A Raízen também ocupa posição de destaque como
a maior produtora de energia elétrica a partir da biomassa de cana-de-açúcar. A empresa conta com 13
termelétricas associadas a suas unidades produtoras
de açúcar e álcool. A capacidade total instalada chega
a 940 MW nas 24 usinas, das quais 22 estão em São
Paulo. O potencial representa uma comercialização
anual de energia elétrica de aproximadamente 1,8
milhão de MWh, o suficiente para suprir, por exemplo, uma cidade de cinco milhões de habitantes.
A energia produzida pela Raízen a deixou autossuficiente e, agora, lhe permite exportar o excedente –
não utilizado em seus processos – para o mercado.
A geração de energia oferece a destinação adequada
aos resíduos da produção de açúcar e etanol e ainda
reduz a emissão de CO2 com a queima desses materiais no campo.
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XXXXXXX Energética
Eficiência
Um dos maiores desafios diários da Linde é equilibrar as demandas energéticas de nossas unidades industriais com a geração de economias que
promovam eficiência e produtividade. Entre ações e estratégias implantadas nesse sentido, estão o monitoramento online das máquinas de grande
porte, um benchmarking global com o objetivo de buscar melhores práticas e técnicas de inspeção, além do envolvimento de todos os nossos colaboradores na busca da melhoria contínua de índices de produção.
Por meio do nosso Centro de Controle de Operações, acompanhamos
full time os processos de todas as plantas da Linde no Brasil, atentando a
qualquer oportunidade que possa gerar melhor aproveitamento energético. A ideia é construir uma cultura de alto desempenho.
Além disso, trabalhamos com a hipótese do desperdício inadmissível,
aquele que poderia ser previsto e evitado. Caso ele ocorra, realizamos o
que chamamos de exercícios de lições aprendidas para evitar a recorrência.
Vale ressaltar que, ao investir em padrões que asseguram processos de
baixo custo e alta confiabilidade, a Linde não é a única que sai ganhando,
já que pode oferecer aos clientes produtos com melhor custo/benefício.
Ou seja, a eficiência produtiva garante um mercado mais competitivo.
Assim, todos saem ganhando.
Energia continua a ser um dos
maiores desafios da indústria
62 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Por Magnus Karlson
Head de Processos e Operações
Globais de Healthcare na Linde
ZF cria comissão para monitorar uso racional de energia
Foto: Divulgação
se paga lá fora pela energia. Isso é assustador”, lamenta o executivo da Abrace.
De acordo com ele, o Brasil já vem perdendo alguns segmentos industriais importantes, como é o
caso da cadeia do alumínio. Para abastecer o mercado interno, o setor teve de importar alumínio.
Segundo dados do Ministério do Desenvolvimento, de janeiro a maio, as importações de alumínio
bruto cresceram 888% em relação a igual período
de 2013. Algumas áreas da indústria química, como
a produção de cloro, também enfrentam problema
similar, de acordo com o presidente da Abrace.
A PSR, uma das maiores e mais respeitadas consultorias do setor energético, aponta que em 2015
as tarifas deverão voltar ao nível de dezembro de
2012, quando estavam em média a R$ 313,00 por
MWh. Essa volatilidade e a tendência de preços caros, que devem se estender até 2016, continuam a
preocupar a indústria. Vale ressaltar que a energia
elétrica é um insumo essencial, e, portanto, representa custos maiores. Para driblar esse problema,
a indústria tem lançado mão de medidas e estratégias de sustentabilidade importantes para reduzir
o consumo de energia. Logo a seguir, veja alguns
depoimentos de altos executivos sobre este tema.
Por Wilson Bricio
Presidente ZF América do Sul
Foto: Istockphoto
Duas décadas atrás, o Brasil tinha uma das melhores posições entre os países que conseguiam
oferecer energia elétrica a preços competitivos.
Em 1995, as tarifas brasileiras eram comparáveis
às do Canadá e da Noruega, campeões nesse setor. Desde então, porém, as tarifas de energia elétrica para a indústria subiram, em média, 108%
em termos reais, ou seja, descontada a inflação.
“A pergunta é quando e como vamos sair dessa
situação tão grave”, indaga Paulo Pedrosa, presidente-executivo da Associação Brasileira de
Grandes Consumidores Industriais de Energia e
de Consumidores Livres (Abrace).
Levantamento da Federação das Indústrias do
Rio de Janeiro (Firjan) mostra que o custo médio
da energia elétrica para a indústria brasileira hoje
está em quase em R$ 313,16 por MWh. Esse valor é 144% superior à media do custo nos Estados Unidos, fato que impede a competição do País
com o exterior. “Nos Estados Unidos, a indústria
intensiva em energia paga, em média US$ 40,00
(R$ 88,00) por MWh. Na Europa, o custo final da
energia é de 46 euros (R$ 138,00). Na Alemanha
há isenção de custos na transmissão. E nós aqui
estamos pagando entre o dobro e o triplo do que
Foto: Divulgação
Linde trabalha com a ideia do “desperdício inadmissível”
A energia elétrica representa, aproximadamente, 73% do consumo energético das cinco unidades industriais da ZF na América do Sul. Com o
objetivo de implementar estratégias para aumentar a eficiência energética
de suas fábricas, a ZF América do Sul instituiu uma comissão interna cuja
função é identificar, avaliar, propor, aplicar e controlar medidas que permitam a redução e o uso racional e consciente de energia elétrica nos seus
processos produtivos.
Algumas dessas ações são específicas para otimizar o consumo, como por
exemplo: a substituição de compressores de ar-comprimido convencionais
por compressores de última geração com velocidade variável de funcionamento; a substituição de motores elétricos convencionais por motores de
alta eficiência nas estações de bombeamento de água industrial; o desligamento automático de máquinas nos intervalos de operação; e campanhas
internas frequentes de conscientização dos funcionários sobre o bom uso
da energia elétrica nas dependências das unidades industriais.
Além disso, já existem outras ações que estão em estudo e em fase de implementação, entre elas a troca de lâmpadas convencionais por iluminação em
LED nos escritórios e fábricas da empresa. Como resultado dessas medidas,
o consumo de energia elétrica foi reduzido em 10% no ano passado (2013).
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 63
Por Marcelo Lacerda
Presidente da LANXESS
no Brasil
Fábrica da BMW no Brasil segue padrões de sustentabilidade
A LANXESS acredita que a utilização de fontes de energia renováveis,
como a biomassa e a energia solar, tenham cada vez mais importância na
preservação do meio ambiente. A usina de cogeração de energia, movida
a bagaço de cana ou cavaco de madeira, instalada em Porto Feliz, interior de São Paulo, produz toda a energia utilizada para a produção de
pigmentos de óxido de ferro.
A geração própria de energia tornou a fábrica mais independente, dando maior segurança para a produção. Ou seja, a LANXESS pode produzir sem depender das oscilações das redes elétricas.
A usina de cogeração, com capacidade instalada de 4,5 MW, permite à empresa reduzir as emissões de CO2 para praticamente zero. E a
eficiência alcançada no processo é de até 90%, considerada muito alta
para este tipo de usina. As cinzas formadas no processo de produção de
eletricidade, ricas em fósforo, potássio e nitrogênio, são utilizadas como
fertilizante para o solo.
A LANXESS também investiu em uma ferramenta, a X_Energy, que é
usada globalmente para analisar sistematicamente a eficiência energética
de fábricas individuais e, assim, mostrar onde existe potencial para otimização. Isso garante que o custo primário seja o menor possível.
Com o objetivo de seguir princípios de sustentabilidade, a primeira fábrica de automóveis da BMW no Brasil, na cidade de Araquari (SC), está
sendo construída com estruturas prontas de cimento armado e com componentes de cimento pré-fabricados em escala industrial. Quando comparada à produção dos componentes de cimento no canteiro de obras, a produção em série significa um menor gasto de energia elétrica, sem geração
de resíduos e com produtos uniformes.
Considerando as condições climáticas subtropicais de Araquari, as paredes externas de cimento do edifício contarão com isolamento especial, que
elimina a necessidade de aquecedor ou de ar-condicionado.
Para reduzir o consumo de energia elétrica e recursos na unidade de pintura, será utilizado o chamado “integrated paint process”, sistema moderno no qual as três etapas do processo de “enchimento” serão integradas ao
“revestimento”. Além disso, estamos priorizando a utilização de luz natural
para iluminar os pavilhões de produção, os quais serão adicionalmente
providos de um equipamento que possibilita o controle da iluminação de
acordo com o horário de trabalho, a ocupação e a luminosidade.
Acreditamos que a partir dessas ações lançamos a pedra fundamental
para uma fábrica energeticamente eficiente.
64 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Foto: Divulgação
Foto: Divulgação
Por Thomas Schmall
Presidente da Volkswagen
do Brasil
Por Klaus Gaertner
Diretor de Operações da
BMW-Brasil
Voith em sintonia com a sustentabilidade
Sustentabilidade na Volks não se limita apenas a carros
A Volkswagen do Brasil desenvolve a sustentabilidade como princípio de
gestão. Apoiada na meta “Think Blue. Factory”, com ações que incentivam
os empregados a terem uma atitude ambientalmente consciente e com esforços mensuráveis para a redução na utilização de recursos naturais, a
empresa tem o compromisso de reduzir, até 2018, em 25% a utilização de
energia elétrica e água, a emissão de solventes e CO2 e também a geração
de resíduos sólidos.
Um dos mais recentes destaques é a fábrica de Taubaté (SP), que recebeu
investimentos de R$ 1,2 bilhão para produzir o recém-lançado Up!. Nessa
fábrica, foi implementada uma nova Unidade de Pintura, que estabelece
novos padrões de tecnologia e proteção ambiental e que permite uma redução de 30% no consumo de energia por veículo produzido, em comparação a um processo de pintura convencional.
Também investimos na geração de energia limpa e renovável. Numa iniciativa pioneira entre as fabricantes de automóveis instaladas no Brasil, a
Volkswagen do Brasil inaugurou em 2010 a Pequena Central Hidrelétrica
Anhanguera (PCH), com um investimento de R$ 140 milhões. Localizada
no interior do Estado de São Paulo, a usina hidrelétrica é capaz de gerar cerca de 18% de toda a energia elétrica consumida pela Volkswagen do Brasil.
Foto: Divulgação
Foto: Divulgação
LANXESS em Porto Feliz (SP) produz sua própria energia
Por Marcos Blumer
Presidente e CEO da Voith Hydro
América Latina
O ditado diz que “em casa de ferreiro, o espeto é de pau”. Mas no tema de
sustentabilidade e economia de recursos, essa máxima não se aplica à Voith.
Recentemente, a Voith reduziu o seu descarte de areia de fundição em até
97%, graças à recuperação e reciclagem da areia utilizada em seus moldes.
Além disso, a torre de resfriamento de sua fundição passou a ser alimentada com água de reuso proveniente da estação de tratamento de efluentes
da empresa, ao invés de água encanada. A Voith também vem melhorando
a iluminação de suas áreas fabris, especialmente na fundição. Neste caso,
algumas telhas desse galpão foram substituídas por telhas translúcidas,
que permitem a passagem da luz, e são capazes de iluminar praticamente
todo o galpão sem a utilização de luzes elétricas durante o dia.
Um dos próximos projetos focará a redução do consumo de eletricidade nos fornos de indução da fundição. Dado o elevado consumo desses fornos, esta será uma iniciativa estratégica para a empresa. Outras
iniciativas incluem ainda redução do consumo de água e da geração de
resíduos em Manaus.
E é exatamente por isso que a Voith inclui soluções de sustentabilidade
e economia de recursos em seu portfólio: porque sabe que ações concretas são o melhor exemplo – e argumento – que alguém pode dar.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 65
Sistemas inovadores Bosch para
motores a gasolina, perfeitamente
sincronizados, reduzem a emissão de CO2.
Foto: Divulgação
Bosch Brasil reduz em 35% seu consumo de energia
Por Theóphilo Arruda Neto
Gerente de Engenharia de
Segurança e Meio Ambiente da
Robert Bosch América Latina
Para cumprir a meta de reduzir 25% das emissões de CO2 do Grupo Bosch até 2020, a Bosch Brasil adotou uma série de medidas para diminuir o
consumo de energia elétrica e, consequentemente, reduzir a emissão de
gás carbônico. São medidas técnicas que envolveram mudanças de processos, melhorias em máquinas, equipamentos e infraestrutura predial.
Entre elas estão: instalação de mantas térmicas em máquinas injetoras
com o objetivo de reduzir o consumo de energia elétrica e aumentar a
vida útil dos componentes elétricos do sistema de aquecimento; desligamento da exaustão e iluminação das áreas internas livres; substituição do
sistema de lâmpadas fluorescentes por sistema de leds; substituição de
máquinas e motores de baixo desempenho por outros de maior e melhor
desempenho; eliminação de vazamentos nos sistemas de ar comprimido.
Além disso, promovemos: instalação de programadores de horário em
prensas e injetoras; desligamento parcial dos sistemas de exaustão e máquinas ociosas; substituição de esteiras motorizadas por roletes, eliminando a utilização de motores e a substituição de prensas hidráulicas utilizadas no processo de montagem de motores por prensas hidro-pneumáticas.
Os resultados conseguidos mostram que o projeto está no caminho. Até
agora, conseguimos redução de 45% nas emissões de CO2 e de 35% no
consumo de energia elétrica nos processos industriais.
Ser ou mais ou menos eficiente energeticamente é uma diferença estratégica que vai definir quais empresas serão bem ou malsucedidas. Esse tema
é prioridade para a Siemens. Consideramos essa questão tão importante
que, em 2012/2013, o Brasil foi o primeiro país de todo o continente americano a receber o Caminhão da Eficiência Energética da Siemens, uma
completa estrutura de soluções e tecnologias da companhia voltadas ao
diagnóstico do consumo da energia elétrica em grandes indústrias.
Cada caso é um caso. Mas, por nossa experiência, sabemos que é possível alcançar substanciais reduções de consumo, produzindo mais com
menos. Com o objetivo de oferecer a solução mais adequada, é feita uma
análise do cenário de produção para cada cliente. Trabalhamos com eles
de maneira colaborativa, buscando criar maneiras de aperfeiçoar a utilização de energia com melhores resultados na operação.
Nossa abordagem reflete o alcance do nosso portfólio e tecnologia: de tecnologias prediais até montagens de subestações, de sistemas de automação
industrial eficientes e motores a medidores inteligentes. Com a metodologia Energy Optimization of Drive Systems, por exemplo, registramos em
alguns de nossos clientes um aumento de aproximadamente 30% da eficiência energética de todos os sistemas de acionamento de motores elétricos.
66 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Foto: Divulgação
Brasil é primeiro a receber Caminhão de Eficiência da Siemens
Por Paulo Stark
CEO e Presidente da Siemens
no Brasil
Inovações Bosch protegem o meio ambiente e conservam os recursos
naturais. Tecnologia para a vida” é a nossa missão: nós desenvolvemos
inovações que respondem hoje aos problemas globais do futuro. A Bosch
desenvolve sistemas automotivos, como Flex-Start e Start/Stop que, integrados,
reduzem o consumo de combustível e a emissão de CO2. Essa é uma das nossas
contribuições para um futuro melhor. www.bosch.com.br
Eficiência
Energética no lar
Por Vladimir Goitia
Fotos: Osram
Tecnologia permite reduzir consumo em até 70%
A lista de itens e equipamentos para economizar
energia elétrica em residências é tão imensa que
os resultados em termos de eficiência energética
são impressionantes.
68 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Isolamentos térmicos para paredes, telhados, sótãos e
porões; opções modernas e versáteis para janelas com
vidros duplos que isolam o ambiente; sistemas de aquecimento ambiental conectados a algum tipo de energia
renovável; ventilação natural ao máximo; água quente
produzida com energia solar; painéis fotovoltaicos; telhados verdes; chuveiros e vasos com caixas acopladas inteligentes; pisos de massa térmica; pisos radiantes; lâmpadas
fluorescentes ou à base de LED. E por aí vai. A lista de
itens e equipamentos para economizar energia elétrica
em residências é tão imensa que os resultados em termos
de eficiência energética são impressionantes, podendo
chegar, segundo especialistas, a uma redução no consumo de energia em até 70%.
Não é de hoje que indústrias, empresas da área de energia,
a sociedade e o setor público vêm se esforçando para encontrar medidas e soluções tecnológicas que permitam aumentar a eficiência energética no setor residencial, responsável
pelo consumo de quase 25% de toda a energia gerada no
Brasil, de acordo com o Laboratório de Eficiência Energética em Edificações da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Todos esses setores avaliam que é possível, sim,
reduzir consideravelmente a energia consumida dentro de
casa. Mas isso requer também uma mudança de comportamento das pessoas, cujo resultado fará bem não só ao meio
ambiente como também ao bolso. Ou seja, dá para viver
com menos impacto e ainda economizar dinheiro.
Não é demais lembrar, ainda, que a perda e desperdício
de eletricidade no Brasil são altíssimos. De acordo com
Marcos Santos, gerente de Produtos para a linha profissional da OSRAM, que cita dados do Programa Nacional de
Conservação de Energia Elétrica (Procel), o total desperdiçado chega a 40 milhões de kW, ou US$ 2,8 bilhões por
ano. Isso equivale a mais de 10% de tudo o que foi produzido em termos energéticos. “Os consumidores [indústrias,
residências e comércio] desperdiçam 22 milhões
de kW. As concessionárias de energia, por sua vez,
com perdas técnicas e problemas na distribuição,
são responsáveis pelos 18 milhões de kW restantes”,
explica Santos. Na avaliação dele, o volume perdido
conseguiria abastecer o Rio de Janeiro e o Ceará por
um ano.
Diante disso, as distribuidoras de energia investem em programas de eficiência energética que ajudem a atenuar o problema e reduzir os excessos de
perda e desperdício. Por exemplo, a AES Eletropaulo, companhia responsável pela distribuição a mais
de 20 milhões de pessoas na capital e Grande São
Paulo, promove uma série de ações para um consumo de energia mais inteligente. No segmento residencial, tem um projeto voltado a famílias de baixa
renda. A empresa não apenas revisa toda a instalação elétrica, como troca geladeiras em mau estado
de conservação por uma nova.
Desde o início do programa, em 2004, já foram
doadas cerca de 30 mil geladeiras, e o projeto em si
já consumiu quase R$ 20 milhões. A empresa instalou ainda quase 13 mil chuveiros inteligentes em
substituição aos convencionais. Os aparelhos diminuem o consumo de energia e funcionam integrados com recuperadores de calor que pré-aquecem a
água do banho antes de chegar ao chuveiro.
Outro objetivo do programa de eficiência energética da AES Eletropaulo visa à substituição de
lâmpadas incandescentes por fluorescentes compactas de 20W para cada residência. A maioria das
lâmpadas retiradas é de 60W ou 100W de potência,
o que possibilita analisar uma redução no consumo de energia das residências beneficiadas, além
da oportunidade de conscientizar esses clientes a
manterem as lâmpadas acesas somente quando necessário. Desde 2004, foram substituídas quase 1
milhão de lâmpadas. Esse projeto já absorveu mais
de R$ 7 milhões.
“Nos últimos dez anos, desde que esses programas
foram iniciados, a empresa investiu mais de R$ 300
milhões nos vários segmentos em que ela atua. Dos
quais R$ 80 milhões em residências de famílias de
baixa renda e R$ 230 milhões em prédios públicos e
iluminação viária, entre outros”, informa Fernando
Bacellar, coordenador de Usos Finais de Energia da
AES Eletropaulo.
A OSRAM não divulga os valores de investimento específicos, mas Santos afirma que a empresa
reserva aproximadamente 6% do seu faturamento
O total de desperdício chega a 40 milhões de kW, ou
US$ 2,8 bilhões por ano, segundo dados da Procel.
para pesquisa e desenvolvimento de novos produtos que, na avaliação dele, contribuem significativamente para seu programa de eficiência. “A
maior parte desses investimentos tem recaído em
produtos inovadores e de alta eficiência a base de
LED, que consomem até 90% menos de energia
em relação a lâmpadas incandescentes”, explica o
executivo da companhia.
A BASF, uma das líderes mundiais em produtos
e soluções que contribuem para a preservação de
recursos, colocou no mercado microcápsulas poliméricas para massas e argamassas que ajudam a
manter a temperatura do ambiente, reduzindo em
um terço o uso de ar-condicionado. Produz ainda
pigmentos para o gerenciamento de calor que permitem a não absorção da radiação solar, mantendo fria a superfície pintada. Além disso, o mercado pode contar ainda com poliestireno expansível
(EPS) que funcionam como absorvedores de raios
infravermelhos, reduzindo drasticamente o consumo de energia ao resfriar casas em climas quentes
e úmidos. Esse produto apresenta desempenho de
isolamento térmico acima de 20% em relação ao
EPS convencional.
Na página seguinte seguem algumas dicas para
apagar o desperdício no lar.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 69
Fotos: Osram
Eficiência Energética
Lâmpadas
Chuveiro elétrico
• É o campeão de consumo
• Representa 35% na conta de
luz dos brasileiros
• Banhos mais curtos economizam, além de energia, água
• Coloque, sempre que possível, em posição de “verão”
• Limpe periodicamente os furos de saída de água
30%
•
•
•
•
Iluminação representa 15% a 25% do valor da conta
Durante o dia, abra janelas e cortinas, deixe o sol entrar
Evite deixar luzes acesas em cômodos onde não tem ninguém
Instale lâmpadas, halógenas, fluorescentes compactas ou a base de
LED, que duram mais e gastam menos energia
• Nos horários de pico, evite usar equipamentos de alto consumo, como
ferro de passar roupa e chuveito elétrico
• Use cores claras nos tetos e nas paredes internas, refletem melhor a
luminosidade
Andritz Hydro
Seu parceiro para energia limpa e renovável
Dicas
que
É o que você economiza deixando a chave do
chuveiro na posição “inverno”
irão ajudar
seu bolso
Geladeira
• Vice-campeã do consumo, com
média que varia entre 25% a
30% na conta
• Evite encostá-la em paredes e
móveis
• Mantenha longe de raios solares
e fontes de calor, como fogões
ou estufas
• Não secar nada na grade de trás
da geladeira
• Limpe com frequência e mantenha as borrachas de vedação
em bom estado
• Compre sempre no tamanho
adequado para o número de
pessoas e com etiqueta de
eficiência energética
70 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Televisão
• Representa por 10% a 15% da conta
• Evite deixar o aparelho em modo
stand-by (aquela luzinha acesa), isso
também gasta energia
• Evite excessos e deixar o aparelho
ligado
Ferro elétrico
• É responsável por 5% a 7% da conta
• Acumule o máximo de roupas para que o ferro
seja ligado o mínimo de vezes possível
• Comece a passar a roupa pelos tecidos que
exigem temperaturas mais baixas
Ar-condicionado
• Responde por 2% a 5% da conta
• Instale o aparelho em local com boa circulação de ar
• Mantenhas as portas e janelas fechadas para
evitar a entrada de ar do ambiente externo
• Limpe os filtros com freqüência
• Não deixe o ar ligado se ficar pouco tempo
no cômodo
Lavadora
• É responsável por 5% da conta
• Ligue a máquina só quando ela estiver com a capacidade máxima de roupas
indicada pelo fabricante
• Limpe frequentemente o filtro da máquina e leia o manual para otimizar o uso
máximo que puder
Para nós da ANDRITZ HYDRO, água
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Eficiência Energética
01
02
Mobilidade sustentável
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O transporte é responsável por 28% da demanda
de energia global e o número de veículos nas rodovias no mundo tende a aumentar. Assim, precisamos usar uma gama de tecnologias para melhorar a
eficiência energética e reduzir as emissões de CO2.
Nos próximos anos, os motores de combustão interna contribuirão de forma notável para isso.
Mas apesar desse potencial em relação às reduções
de gases nocivos, o futuro pertence à mobilidade elétrica. Com isso, as e-bikes, ou bicicletas elétricas, se
tornaram um grande sucesso em um curto período
de tempo.
Ainda temos um longo caminho a percorrer com
veículos totalmente elétricos. Portanto, os motores
híbridos inovadores têm que acompanhar essa evolução. Especialmente os motores híbridos plug-in
oferecem uma excelente combinação de dirigibilidade puramente elétrica em áreas urbanas e a mobilidade de longa distância no mesmo veículo.
O papel da eficiência
energética na sociedade
Por Wolfram Anders*
Como o planeta poderá satisfazer a sede por
energia nas próximas décadas é uma das questões mais importantes da atualidade. A expansão
mundial das energias renováveis e o futuro da geração de energia elétrica têm configurado, nesses
últimos anos, o centro da discussão energética.
Entretanto, proponho adotar aqui uma visão mais
global, colocando o aumento da eficiência energética em compasso com a reestruturação da geração
mundial de energia.
De acordo com a IEA (International Energy
Agency), a participação global de eletricidade gerada a partir de fontes renováveis aumentará para
30% até 2035. Os demais 70% terão de ser atendidos
por fontes de energia convencionais. No entanto,
essas fontes são finitas, os custos estão aumentando
72 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
e o impacto causado por sua utilização é prejudicial
ao meio ambiente.
Somente ao aprimorar radicalmente o nosso histórico em eficiência energética poderemos reduzir o
consumo de energia, assegurar o fornecimento, reduzir o preço da implantação de energias renováveis,
reduzir as emissões de CO2 e atenuar o aumento do
custo da energia para consumidores e empresas.
A base para o sucesso da eficiência energética
A tecnologia avançada é um pré-requisito para a
eficiência energética, bem como uma fonte de oportunidades econômicas. Vejamos alguns exemplos
práticos:
03
Pesquisa e desenvolvimento
As empresas devem investir continuamente na
pesquisa e desenvolvimento de soluções que estejam em linha com a preservação do meio ambiente
e dos recursos naturais. Nesse sentido, estamos confiantes de que as tecnologias que a Bosch e outras
empresas propõem podem contribuir de forma significativa para a eficiência energética.
No entanto, as tecnologias precisam de incentivos políticos massivos para serem adotadas amplamente pela sociedade. Um relatório de 2013 da
IEA diz que as soluções de eficiência não estão sendo promovidas com rapidez suficiente, de forma a
contribuir de maneira substancial para garantir o
fornecimento, acessibilidade e proteção climática.
A eficiência energética tem que ser essencialmente
levada em consideração nas milhares de decisões
diárias de investimentos realizados pelas empresas
e pelos consumidores. Só então a sociedade vai colher os frutos do uso eficiente da energia.
Tecnologia de produção eficiente
Como quase todos os produtos de uso diário, veículos de passeio e comerciais são fabricados todos
os dias. No final das contas, as indústrias são responsáveis por 32% do consumo da energia mundial. Por exemplo, a adoção de soluções tecnológicas modernas permite que os sistemas industriais
sejam otimizados por meio de um projeto integrado de sistema de energia, componentes eficientes,
recuperação e armazenamento de energia, e energia
gerada sob demanda.
04
Tecnologia de construção eficiente e
novos projetos de construção
As edificações são atualmente responsáveis por
40% da demanda de energia global. Por esse motivo,
precisamos melhorar a eficiência dos edifícios existentes, bem como desenvolver projetos inovadores
para os novos empreendimentos.
Com modernas tecnologias de aquecimento, caldeiras de água quente e sistemas de controle, já podemos economizar muita energia. Especialmente
nos edifícios comerciais com automação e climatização de baixo custo, observamos grandes possibilidades ao envolver prestadores de serviços que
oferecem serviços de gestão.
Olhando para o futuro, existe a casa energy-plus,
ou seja, uma residência que gera mais energia do
que consome. Em projetos recentes, pudemos verificar que tal residência é possível e viável economicamente já com as tecnologias existentes. Assim
como na indústria, contamos com sistemas integrados, que incluem novos conceitos para a geração
de calor (como aquecimento de água e bombas de
calor elétricas), e também outras tecnologias eficientes de construção (como aquelas que garantem
a melhor ventilação possível), além de eletrodomésticos eficientes com classificação A+++. Há ainda
dispositivos de armazenamento de energia econômicos, que podem otimizar ainda mais o consumo,
sendo outra razão para aumentar os investimentos
em pesquisas em tecnologias de bateria.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 73
Venha para o
Mundo Mackenzie.
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somos uma das mais inovadoras e conceituadas
universidades do Brasil.
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Engenharia e T.I. do Mackenzie
SÃO PAULO:
Vencendo os obstáculos
Para possibilitar que o maior número de consumidores faça o uso inteligente das tecnologias de
eficiência energética existentes, é preciso que governos criem condições estruturais positivas. Mas
o objetivo não pode ser um regime abrangente de
normas de eficiência energética. Vantagem econômica é o mecanismo mais importante para o desenvolvimento de tecnologias eficientes. Soluções de
eficiência trazem ganhos para todos, de empresas
a clientes, uma vez que economizam com os custos
da energia - assim como para o meio ambiente, já
que evitam emissões.
A discussão sobre as formas e meios de conseguir
mais eficiência energética deve se tornar ainda mais
intensa em todos os níveis nos próximos anos – na
política, na indústria e na sociedade.
Contudo, a adoção imediata de diversas estratégias derrubaria os obstáculos financeiros e políticos que impedem que a eficiência energética ganhe
força e esteja na pauta do dia nas diversas esferas.
74 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Fotos: Siemens
Novos projetos de construção com modernas tecnologias
de aquecimento, caldeiras de água quente e sistemas de
controle, os quais possibilitam economizar muita energia. E
mobilidade elétrica: reduções de gases nocivos.
Nesse sentido, é preciso criar transparência e disseminar informações qualificadas e precisas sobre
o tema e estabelecer padrões inteligentes para produtos eficientes, além de estabelecer novos modelos
de financiamento dessas tecnologias por meio de
parcerias público-privadas.
Quando estivermos em um processo maduro em
relação a todos esses quesitos, estaremos preparados para utilizar e nos beneficiar em larga escala
de soluções energeticamente eficientes em todos os
momentos do nosso dia, contribuindo para uma relação mais saudável com o meio ambiente. Sendo
assim, essa preocupação tem de conquistar um lugar estratégico junto à sociedade. Caso contrário, o
uso generalizado das tecnologias avançadas não se
estabelecerá. A indústria pode contribuir como um
exemplo, mas os governos também têm de desempenhar o seu papel.
* Wolfram Anders é Vice-presidente executivo da Robert Bosch para
a América Latina
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Informacões:
mundomackenzie.com.br
Campu
m us São Paulo:
Rua da Consolação, 930
Consola
ação
Campu
m us Campinas:
A nida Brasil, 1.220
Ave
Jd. Guanabara
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IDFHERRNFRPPDFNHQ]LH1870
Foto: Istockphoto
Parceria
Um parceiro de
importância - AHK São Paulo
Por Thomas Timm, Vice-Presidente Executivo da Câmara Brasil-Alemanha de São Paulo
O sucesso pede fortes aliados!
A Câmara de Comércio e Indústria Brasil-Alemanha (AHK São Paulo) encontrou esse parceiro
ideal na Associação de Engenheiros Brasil-Alemanha (VDI-Brasil). Ambas as instituições compartilham o mesmo objetivo: fomentar a relação entre
a Alemanha e o Brasil, tanto no ramo econômico
quanto no tecnológico.
Enquanto a AHK São Paulo atua no fortalecimento da relação comercial bilateral entre os dois países
e no apoio aos negócios das mais de 1.700 empresas
associadas, a VDI-Brasil preocupa-se em complementar o lado técnico. Diferentemente da AHK,
a VDI é voltada para as pessoas físicas, ou seja, os
engenheiros no Brasil. A Associação informa sobre
inovações alemãs e se coloca como uma plataforma
de intercâmbio tecnológico, por meio de projetos
de cooperação, serviços de informação, eventos,
simpósios e cursos.
Desde 2008, e após uma nova orientação conceitual, as atividades da VDI receberam o apoio da AHK
São Paulo. As formas de cooperação são as mais diversas e geraram bons resultados. Particularmente,
podemos citar os eventos realizados em parceria
76 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
com a AHK que fortalecem a presença da Câmara na economia brasileira – com destaque para o
“Dia da Engenharia Alemã”, que em 2014 terá sua 6ª
edição, o “Encontro Tecnológico Brasil-Alemanha”,
bem como diferentes congressos apoiados por ambas as instituições.
Além disso, bem-sucedidas são as visitas técnicas
organizadas com a AHK e os mensais “Eventos no
Interior”, no Estado de São Paulo. Só neste ano, serão realizadas dez programações que promovem
intercâmbio de experiências e networking nas áreas
de Tecnologia, Infraestrutura e Sustentabilidade.
Por meio das atividades da VDI, a AHK aumentou
seu quadro associativo e criou um Departamento
de Inovação. Indiretamente, as empresas associadas
da Câmara também se beneficiaram dos eventos da
VDI-Brasil, adquirindo uma plataforma na qual se
tornou possível apresentar a companhia e seus produtos aos engenheiros.
Uma vantagem é o escritório da VDI no German
Business Center próximo à Câmara e o contato e a
troca diários entre os funcionários. A colaboração de
sucesso resultou, em maio de 2013, na parceria firmada entre a VDI-Brasil e a AHK Santa Catarina. Para o
futuro, a Câmara e a VDI desejam juntar forças, a fim
de criar novas soluções para seus associados.
Virada Energética
Tecnologias de armazenagem
deixam marcas na natureza
Por Marcus Franken – VDI Nachrichten
Parte de montanhas removidas, turbinas eólicas sobre tanques de água e
pipas soltas no ar. Tudo em nome da
produção e armazenagem de energia.
Com isso, paisagens vão mudar.
Para Revolução Energética, fachadas construídas com algas podem gerar energia.
De planejador a realizador
Jörg Müller mora em Nechlin, um pequeno vilarejo que fica cerca de 130 km ao nordeste de Berlim. O vento balança as copas das árvores em frente
Fotos: Markus Franken
Eduard Heindl quer mover montanhas na floresta
da Baviera, na região montanhosa do Harz ou na
Floresta Negra. Nessas regiões, a Heindl Energy
GmbH, empresa de sua propriedade e sediada em
Stuttgart, encontrou, já para 2015, locais para um
projeto-piloto verdadeiramente titânico: recortar
do solo dessa região um cilindro maciço de granito
de até 1.000 m de diâmetro e 1.000 m de altura para,
depois, ser levantado por meio de pressão de água
para armazenar energia.
Heindl, físico e professor de e-business, pretende utilizar a energia elétrica gerada de forma regenerativa
para elevar esse cilindro gigantesco. Para tanto, a água
deve ser injetada por baixo dele. E quando o sol e o
vento não tiverem o desempenho necessário, a água
passará através de geradores, gerando energia elétrica.
Energia renovável já existe em quase todo lugar
na Alemanha. Um décimo de todos os 320 GW de
energia eólica instalados no mundo todo no final
de 2013 e um quinto dos 140 GW da energia fotovoltaica estão na Alemanha, e a tendência é que
isso aumente. Mas hoje a grande questão é: como
podemos armazenar a energia obtida do vento e do
sol? Com um bloco de pedra flutuante?
Pelo menos a visão é atraente. Com um diâmetro
de 250 m, pode ser gerado 100 MW de energia por
mais de 80 horas. E isso nem seria tão caro. Os investimentos para o armazenamento de 1 kWh, por
exemplo, são estimados entre 19 e 27 euros. “A armazenagem com bombas custa em torno de 100
euros por kWh”, compara Robert Werner, gerente
comercial da Heindl Energy GmbH.
78 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
à casa antiga de Müller, ao mesmo tempo em que
rotores de um parque eólico giram. “Eu quero lhe
mostrar uma coisa”, diz Müller, chefe da empresa de
energia eólica Enertrag, fundada por ele em 1990
e transformada em uma empresa com 400 funcionários.
Müller leva seus visitantes
até a entrada do porão do
antigo reservatório da vila. A
escada leva a um salão arqueado cheio de pequenas instalações de aquecimento. Óleo
e diesel de canola e pellets de
madeira são queimados para
produzir energia elétrica e calor, que será utilizado na rede
de aquecimento local.
“Atualmente, abastecemos 24 casas”, explica Müller. Com isso, 90 dos 100 habitantes de Nechlin,
segundo ele, estariam conectados à rede de água
quente para o chuveiro, para a banheira e para o
aquecimento das residências desses moradores.
O próximo passo é fazer com que as caldeiras de
água aqueçam por meio de uma imersão especial
para ajustar a temperatura da água com energia elétrica, substituindo assim o forno a lenha. “Aquecer
com energia de carvão é bobagem, mas utilizar energia eólica excedente faz sentido”, acrescenta Müller.
Aquecer com energia ecológica
Essa ideia está se propagando. Na Dinamarca,
onde a energia eólica tem uma participação de mais
de 20% no mix energético, a operadora de rede elétrica Energinet.dk construiu 39 instalações para
aquecimento de água com um potencial de 300
MW em redes de aquecimento locais.
Na rede urbana de aquecimento de Flensburg
também há atualmente uma “caldeira de eletrodos”.
Quando a energia elétrica está com um bom preço
na bolsa, as companhias municipais de energia ligam a instalação de 30 MW e aquecem uma caldeira com capacidade de 29.000 m³ a cerca de 100ºC.
No Natal de 2012, por exemplo, o preço da energia
elétrica ficou negativo, e as companhias municipais
receberam até 200 euros por MWh pela utilização
da energia para aquecimento. Em Flensburg, calcula-se que, em média, vale a pena utilizar a caldeira
de aquecimento quando a energia está cotada a menos de 10 euros por MWh.
Para Jörg Müller, porém, a rede de aquecimento
local do vilarejo não é nada além de um treinamento ecológico. Para ele, a grande experiência
é a usina híbrida com tecnologia eólica e de hidrogênio de sua empresa em Prenzlau, a 20 km de
distância. Ali, a energia eólica de um parque da
Enertrag é transformada em hidrogênio por ele-
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 79
“Automóveis e caminhões
vão se locomover no futuro
com hidrogênio.” Jörg Müller,
fundador e chefe da Enertrag AG.
trólise. Para Müller, esse é o caminho real da revolução energética. Ou seja, armazenar o hidrogênio
na rede de gás já existente ou transportá-lo diretamente para tanques de hidrogênio.
“No futuro, os automóveis e caminhões vão se locomover com hidrogênio”, diz Müller. Isso porque,
acrescenta ele, os trajetos a serem percorridos, principalmente no interior do país, serão mais longos e
as baterias elétricas para realizar essa tarefa seriam
quase impagáveis.
De fato, a transformação de energia eólica em
hidrogênio é testada hoje em pelo menos 17 usinas em toda a Alemanha. E a maior delas, de 6
MW, não por acaso fica na Audi AG em Werlte, no estado da Baixa Saxônia. Lá, o hidrogênio
é metanizado e serve como combustível para o
Audi A3 g-tron, um veículo a gás. De acordo com
a Associação Alemã Técnica e Científica de Gás e
Água (DVGW - Deutscher Verein des Gas - und
Wasserfaches e.V.), cinco outras usinas estão sendo planejadas.
Para Müller, esse hidrogênio será produzido por
turbinas eólicas com capacidade de 10 MW a 20
MW, muito maiores do que as instaladas hoje nas
usinas. Em média, elas contam com turbinas de 3
80 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
MW, sendo que as maiores chegam a 7,5 MW. “Em
compensação, haverá menos turbinas eólicas”, prevê
Müller. Em vez das quase 24 mil usinas atuais, seriam necessárias apenas de 10 mil a 20 mil em toda
a Alemanha a longo prazo.
Entretanto, a produção de energia a partir de fontes renováveis só pode ser prevista sob certas condições, embora não faltem ideias para reservatórios
de energia. Com o apoio da Voith Hydro, que fica
em Heidenheim, e da construtora espanhola de
usinas eólicas Gamesa, foi planejada a instalação
de quatro turbinas eólicas com um tanque de água
no centro da cidadezinha de Gaildorf, a uma hora e
meia de carro de Nuremberg.
A energia eólica excedente nessa cidade será utilizada para bombear água para os reservatórios na
parte inferior das turbinas eólicas de até 224m de
altura. Essa energia, suficiente para quatro horas de
duração, em períodos de poucos ventos, será gerada
por uma turbina de 16 MW.
A operadora, a MBS Naturstromspeicher GmbH,
espera iniciar logo a sua construção. Alexander
Schechner, responsável pelo projeto, está confiante.
“Queremos começar com os fundamentos em outubro”, diz.
Fotos: Markus Franken
Marcas na paisagem
No campo, o céu pode ser conquistado por pipas
energéticas. Um dos produtores líderes é a empresa
de Berlim EnerKite GmbH. O seu fundador, Alexander Bormann, associou-se a especialistas das
áreas de tecnologias de controle, aviação, TI e design industrial para esse projeto.
Suas pipas tipo kite puxam uma corda comandada
por um guincho gerador no solo. Se a corda não
puxa mais, então o guincho leva a pipa, com baixo gasto de energia, até a próxima rajada de vento.
Voos autônomos de 24 horas já foram possíveis graças à sofisticada tecnologia de controle.
A equipe ainda usa um carro carregado de equipamentos como base de voo, mas futuramente podem
ser usadas plataformas em alto mar. As pipas ainda
são uma visão do futuro. Primeiro, vamos redimensionar nossos sistemas em terra”, explica Bormann.
Neste caso também é possível obter 5.000 horas
ou mais de plena carga por ano em ventos fortes,
utilizando 95% menos material do que com as turbinas eólicas tradicionais. Os fundadores querem
atingir custos de geração de energia próximos a 10
centavos de euro por kWh. Então, a solução será
interessante tanto para fábricas de médio porte
quanto para o abastecimento de zonas até hoje sem
eletricidade.
A empresa Heindl Energy
e seu Projeto-Piloto
A empresa alemã Heindl Energy GmbH, sediada
em Stuttgart, definiu, já para 2015, locais para um
projeto-piloto verdadeiramente titânico: recortar
do solo dessa região um cilindro maciço de granito de até 1.000 m de diâmetro e 1.000 m de altura
para, depois, ser levantado por meio de pressão de
água para armazenar energia. Com um diâmetro
de 250 m, pode ser gerado 100 MW de energia por
mais de 80 horas.
A ideia é utilizar a energia elétrica gerada de
forma regenerativa para elevar esse cilindro gigantesco. Para tanto, a água deve ser injetada por
baixo dele. E quando o sol e o vento não tiverem o
desempenho necessário, a água passará através de
geradores, gerando energia elétrica.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 81
O que se deve saber sobre a
Foto: Agora Energiewende/ Detlef Eden
Virada Energética
10 respostas do Dr. Patrick Graichen, diretor do renomado “think tank”
Agora Energiewende, de Berlim sobre o tema da Virada Energética.
1. A Alemanha aposta
na “Virada Energética”. O
que significa isso concretamente? “Virada Energética’ refere-se à transformação do abastecimento
alemão de energia, abandonando petróleo, carvão,
gás e energia atômica, rumo às energias renováveis.
Até, no mais tardar, 2050, pelo menos 80% do abastecimento elétrico e 60% de todo o abastecimento
energético deverão vir de fontes renováveis de energia. Como próximo passo, serão desativadas todas
as usinas nucleares até o ano de 2022. Além disso,
de 40 a 45 % do fornecimento de eletricidade deverá ser proveniente de energias renováveis até 2025
(hoje são 25 %). Ambas as metas dispõem de amplo
apoio político e da sociedade”.
2. Que tecnologias são importantes para a Virada
Energética? “As energias renováveis de mais baixo
custo de que dispomos são a força eólica e a energia solar. Por meio da ampliação industrial e do
desenvolvimento técnico dos últimos 20 anos na
Alemanha, os custos reais de produção pelo vento
e pelo Sol atingiram cerca de 6 a 9 cêntimos de euro
por quilowatt/hora. Entretanto, isso corresponde
também aos custos de produção de eletricidade
das novas usinas a carvão e a gás, sendo ainda bem
mais em conta que a eletricidade de novas usinas
atômicas. Mas no centro da virada energética estão
as energias eólica e solar!”.
3. Uma nação industrializada como a Alemanha
pode confiar no sol e no vento como as suas únicas
fontes de energia? Ou existe perigo de apagões? “A
Alemanha tem a menor cota de apagões na Europa e
82 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
isso deve permanecer assim. Fazem parte das energias eólica e solar, obrigatoriamente, também as tecnologias de ‘backup’, que fornecem eletricidade nos
momentos em que não houver suficientes ventos e
raios solares. Para as próximas décadas, serão inicialmente as usinas a carvão e a gás que produzirão
eletricidade de forma flexível, sempre que a demanda for maior que a geração de corrente elétrica pelas fontes de energias renováveis. A perspectiva é de
que outras energias renováveis (hidrelétrica, instalações de biomassa, geotermia) e acumuladores de
eletricidade também assumam essa tarefa”.
4. Muitas vezes, as energias eólica e solar não são
consumidas onde são geradas. Quais são as soluções tecnológicas viáveis para o problema? “As redes elétricas existentes são robustas e, por meio de
uma administração eficiente, podem transportar
ainda mais energia renovável. Em partes da Alemanha, já temos cerca de 40 % a mais de energia eólica
e solar, sem que a rede precise ser reforçada para
isso. Assim, a ampliação da rede não é inicialmente
um empecilho para novas ampliações das energias
renováveis. Em médio prazo, porém, vamos necessitar também de novas redes de alto desempenho,
que transportem a eletricidade eólica do Mar do
Norte para os lugares mais pobres em vento. Uma
segunda opção é a de construir instalações eólicas
e solares nos lugares onde a eletricidade seja mais
consumida – ainda existe ainda muito potencial
inaproveitado nesse sentido”.
5. Como a Alemanha pode reagir às reservas manifestadas por alguns países vizinhos em relação à
Virada Energética? “A Virada Energética é a res-
Foto: Istockphoto
Virada Energética
posta a dois desafios: a escassez cada vez maior dos
combustíveis fósseis como carvão, petróleo e gás
e a transformação climática que ameaça as nossas
sociedades. As energias renováveis são a solução
tecnológica para os dois problemas e são, além disso, fontes energéticas de baixo custo e autóctones
(próprias do lugar). A transformação rumo a uma
economia de baixa emissão de carbono, que deliberamos conjuntamente na Europa, leva inexoravelmente ao claro aumento das energias renováveis,
já que elas são muito mais vantajosas do que novas
usinas atômicas ou usinas a carvão, com emissões
de CO2. O decisivo é agora que a Alemanha promova um diálogo com seus vizinhos para decidir
a melhor forma de integrar as instalações eólicas e
solares no sistema de eletricidade”.
6. Que incentivos devem ser criados para concretizar a Virada Energética e regular de maneira sensata o mercado da eletricidade? “A Lei das Energias Renováveis (EEG) gerou uma concorrência
das tecnologias no ano 2000. As vencedoras dessa
concorrência foram a força eólica e a eletricidade
solar. Na segunda fase, agora iniciada, trata-se de
construir um sistema energético seguro e a custos
eficientes, com base nas energias renováveis. Isso
significa que o fomento tem de se voltar para as
instalações eólicas e solares. Ao mesmo tempo, as
bases legais do mercado de eletricidade devem ser
configuradas de tal forma que as usinas a carvão e
gás, a demanda elétrica e os acumuladores elétricos reajam flexivelmente à produção de eletricidade do vento e do Sol, garantindo, conjuntamente,
a segurança no abastecimento”.
7. A Alemanha está entre os países líderes na
tecnologia ambiental. A Virada Energética vai dar
impulso às inovações? “A Virada Energética é um
projeto de futuro para a indústria alemã, pois as
energias renováveis deverão se tornar um mercado de massa mundial. Se na Alemanha as energias
eólica e solar já são de custos aproximadamente
tão módicos como as novas usinas a carvão e a
gás, então isso vale ainda mais para muitas regiões do mundo, nas quais existem mais luz solar e
vento à disposição. Neste ponto, a virada energética produz um grande número de inovações, que
serão procuradas mundialmente nos próximos
anos – não apenas no setor energético, mas também na área da técnica da informação e da comunicação, bem como na tecnologia de substâncias
e materiais”.
8. A Virada Energética é um projeto bilionário.
Como ele pode ser financiado a preços acessíveis
para o consumidor? E qual é a relação de custo e
benefício? “A Alemanha gasta anualmente mais de
80 bilhões de euros com a importação de carvão,
petróleo e gás. Essa soma será substituída paulatinamente, nos próximos anos, pela geração interna
de valores nas energias renováveis – com os correspondentes efeitos positivos para crescimento
e ocupação. O balanço de custo e benefício é, por
isso, claramente positivo. Em curto prazo, a Virada
Energética exige investimentos adicionais, levando
assim também a custos mais altos para o consumidor. Já que os custos de eletricidade perfazem, no
entanto, apenas 3% das despesas dos domicílios
privados, eles são em seu todo suportáveis”.
9. Uma redução do consumo de eletricidade é o
mais sustentável. Que significado tem a eficiência
energética para a Virada Energética? “A eficiência
da energia é o segundo pilar da Virada Energética,
ao lado da ampliação das energias renováveis. Cada
quilowatt/hora de eletricidade que não é consumido poupa os combustíveis fósseis, evitando também
a construção de usinas e de redes. Por isso, é importante que se faça mais nessa área. O consumo
de eletricidade na Alemanha teve uma leve redução
desde 2007. Mas até a meta formulada inicialmente
no conceito energético - uma redução do consumo
elétrico em 10 % até 2020 -, há ainda um longo percurso. Para isso, a política ainda tem que decidir
novas medidas”.
10. Qual é o papel do abandono atômico na Virada? “Frequentemente atribui-se a Virada Energética a uma reação da Alemanha à catástrofe do
reator de Fukushima, em 2011. No entanto, ela já
tinha começado muito antes: o fomento das energias renováveis teve início na Alemanha já no ano
de 1990. Em 2000, isso foi fixado na Lei das Energias Renováveis. No mesmo ano, o governo federal alemão acertou com as empresas energéticas
alemãs o abandono da energia atômica até o ano
de 2022. Assim, as resoluções da Virada Energética
pelo governo Merkel, no ano de 2011, são parte de
uma longa tradição de reforma do abastecimento
energético – cortes de carvão, petróleo, gás e energia atômica, favorecendo as fontes sustentáveis de
energia, como vento, Sol, força hídrica, de biomassa
e fonte geotérmica”.
© .de - Deutschland.de, www.deutschland.de
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 83
Antes da crise do petróleo de 1973, a energia eólica já
era uma possibilidade de diminuir a dependência das
energias fósseis. Como em 1976 deveria haver um avanço tecnológico, o Ministério da Pesquisa decide construir
a usina eólica de Growian, de 100 metros de altura e 340
toneladas, no norte da Alemanha. A instalação fica pronta em 1983, mas fracassa e é demolida em 1988.
É iniciado o chamado “Programa de 1000 telhados”, para o desenvolvimento da energia solar. Em todo o território nacional
são instalados 2550 telhados com células fotovoltaicas e uma
potência total de 6 megawatts.
Em março de 2011, logo após a catástrofe dos reatores em Fukushima, o governo
federal alemão decide o abandono acelerado do uso da energia nuclear.
Previsão até 2050
Em setembro de 2010, o governo federal
delibera um amplo programa energético, indica os mais importantes objetivos estratégicos e medidas da política
de energia e clima, definindo, assim, o
âmbito de uma reforma básica do abastecimento energético na Alemanha até
2050. Trata-se do seguinte: menos gás
de efeito estufa, maior eficiência e as
energias renováveis como fundamento.
Passa a vigorar a Lei sobre o Aprovisionamento da Rede Pública de Eletricidade
que, pela primeira vez, obriga as grandes
empresas fornecedoras de eletricidade a
aproveitarem a energia elétrica de processos regenerativos de transformação. Essa
lei é a precursora da Lei das Energias Renováveis, que entra em vigor no ano 2000.
Em 1984, o inventor Aloys Wobben constrói no seu barracão um motor eólico. Sua firma Enercon avança para uma
empresa de médio porte, até que Wobben desenvolve,
em 1992, uma máquina eólica sem motor, com a qual os
novos cata-ventos são mais confiáveis e funcionam melhor. A firma é hoje uma das mais importantes empresas
do mercado mundial.
No seu contrato de coalizão, os partidos governamentais CDU/CSU e SPD fixam que a “Virada
Energética” é o projeto central da legislatura.
Primeiro parque eólico no mar
Em 27 de abril de 2010, começa a funcionar o primeiro parque eólico alemão
em alto mar, o alpha ventus, que fornece
267 GWh por ano, o correspondente ao
consumo anual de 70 000 casas.
2000
1991
1992
1990
1987
Foto: Istockphoto
1976
1984
84 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Projeto central
As sete usinas nucleares, postas em
funcionamento antes de 1980, podem
continuar funcionando por oito anos; as
demais, por 14 anos.
A cúpula mundial de 1992 no
Brasil faz da ameaça do clima um
tema global. Até fins da década
de 1990, o número dos cata-ventos se decuplica na Alemanha,
surgindo ainda usinas solares e
novos modelos de financiamento.
O primeiro parque eólico alemão entra em
funcionamento no pôlder Kaiser Wilhelm,
na costa oeste do estado de SchleswigHolstein, onde 32 instalações começam a
produzir entre 10 e 25 quilowatts, transformando o vento do Mar do Norte em
eletricidade.
Atualmente, as energias renováveis estão produzindo cerca de
23,5 % de toda a eletricidade na Alemanha (eram apenas 6,2%
em 2000). Por meio da energia renovável, promovida pela EEG,
mais de 146 toneladas de gases de efeito estufa puderam ser
economizadas. Mesmo após revisão em 2012, a EEG continua
sendo criticada, principalmente por seu dinamismo de custos.
Energia nuclear como ponte
Cúpula no Rio
Primeiro parque eólico
Entra em funcionamento o maior parque solar da Alemanha, situado no sul de Brandemburgo, com uma capacidade de 70 MW. Ele ocupa uma área de 150 hectares, o
que corresponde a cerca de 220 campos de futebol.
A EEG no banco de prova
Lei das renováveis
O começo de Enercon
O maior parque solar
EEG 2.0
No âmbito da reforma da EEG,
os pontos centrais devem ser a
eficiência de custos e a capacidade de planejamento. A cota
da eletricidade ecológica deve
aumentar para 40 % a 45 %
até 2025.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 85
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Energia do telhado
No âmbito do “consenso atômico”, o governo
federal acerta, com as quatro empresas operadoras de usinas nucleares, que os reatores
alemães serão desligados após a produção
de um determinado volume de eletricidade.
Em 1º de abril de 2000 entra em vigor a Lei
das Energias Renováveis (EEG).
2013
2014
A energia eólica
Reação a Fukushima
2012
O abastecimento energético sustentável é tema na Alemanha desde a década de 1970. Veja abaixo:
EEG – a pedra básica
2010
2011
O caminho da Virada Energética
Tendência
3
Cientistas estudam
energia regenerativa e
eletricidade do futuro
A energia renovável produzida a partir do sol,
vento e biomassa tem avançado no mundo todo.
Na Europa, discute-se a interconexão elétrica entre
a Europa e a África do Norte. Na América do Sul,
especificamente no Chile, estudam-se as chances de
uma integração entre duas grandes redes, a SNG e
SING. Segundo especialistas, o importante é uma
boa coordenação entre a geração e a distribuição.
86 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Principalmente no que diz respeito à ordem cronológica, tanto diária quanto sazonal, pois as perdas
na rede durante a distribuição de eletricidade são
relevantes para os custos energéticos.
No Brasil, a energia também é transportada a
grandes distâncias. A gerada em hidrelétricas, a obtida a partir de gás, do vento e da biomassa são a
base principal do sistema energético do País. Mas,
Fotos: 1, 2 e 4: Fraunhofer ISE
4
no futuro, haverá também usinas de energia solar
com tecnologia fotovoltaica, assim como usinas
elétricas com sistema solar térmico (CSP). O planejamento dessa fatia de eletricidade regenerativa
na matriz energética de uma nação está associado
à possibilidade de seu armazenamento, o que torna
evidente que, atualmente, apenas a armazenagem
de energia térmica possibilita um planejamento barato de geração.
Dentro desse contexto, o Instituto Fraunhofer estuda soluções para o setor energético. De acordo
com cientistas do instituto, para transportar eletricidade a grandes distâncias é necessária uma rede
local segura. Por isso, o Fraunhofer-Institut für
Solare Energiesysteme ISE (Instituto Fraunhofer
de Sistemas de Energia Solar) vem desenvolvendo,
com outros Institutos Fraunhofer, diversos aspectos de um supergrid. Isto é, um sistema energético
adequado e soluções tecnológicas para a armazenagem, para redes de corrente contínua, para geração
e distribuição de eletricidade.
O primeiro exemplo disso é um sistema de energia
elétrica entre a Europa e a África do Norte (Desertec-Idee). A aplicação desses métodos em outras
regiões do mundo também pode ser interessante.
Modelo de um sistema ideal
Cientistas do Instituto Fraunhofer ISE elaboraram
modelos de um sistema energético adequado, antes
de se aterem a soluções de detalhes técnicos. Inicialmente, foi reproduzida a interação entre usinas
elétricas baseadas em energias renováveis e usinas
elétricas convencionais com base em um modelo do sistema elétrico da África do Norte e do sul
da Europa. Com a ajuda de um sistema energético (RESlion), que foi implementado como modelo
de otimização, procedeu-se à busca do local para
novas usinas elétricas, levando em conta todos os
sistemas geradores e de armazenagem existentes,
assim como a infraestrutura da rede.
Segundo esse modelo, na África do Norte são ideais as centrais de energia fotovoltaica (PV) instala-
das próximas aos locais de consumo, mesmo que
ali haja uma irradiação mais baixa. Usinas solares
térmicas (Concentrated Solar Power/CSP) são utilizadas principalmente nos locais onde é necessária
uma grande capacidade de armazenagem térmica
para assegurar a estabilidade do sistema na rede.
“É importante que recebamos eletricidade de fontes renováveis de forma planejada. A
energia elétrica da África do Norte
pode, por exemplo, preencher lacunas na geração de energia europeia
com energias renováveis. Conseguir
um equilíbrio entre a necessidade
e o excesso de energia elétrica em
diversos locais é um dos princípios
fundamentais do supergrid”, explica
o Dr. Werner Platzer, diretor da área
de Energia Solar, Térmica e Ótica
do Fraunhofer- Institut für Solare
Energiesysteme ISE e coordenador
do Projeto Supergrid.
Usinas eficientes por meio de acumuladores otimizados
Diferentemente de outras usinas elétricas baseadas
em energias renováveis, as usinas solares térmicas
são capazes de fornecer energia barata de forma regulável. Isso ocorre devido a acumuladores de calor
térmicos que armazenam o calor em períodos de superprodução e, quando necessário, transformam-no
em energia elétrica por meio de turbinas a vapor.
No Instituto Fraunhofer ISE, diversos conceitos
são estudados e avaliados em simulações para a
integração e otimização desses acumuladores térmicos. Para tanto, utiliza-se uma ferramenta de
software do instituto, o “ColSim-CSP”. Os diversos
conceitos de usinas elétricas não se diferenciam
apenas visualmente (coletor Fresnel, coletor cilíndrico parabólico ou torre), mas também pelos
meios utilizados para transferência do calor.
Para as usinas de evaporação direta que utilizam
a água como um transportador de calor, o instituto
1
As usinas solares térmicas são capazes de fornecer energia
barata de forma regulável.
3
Usinas solares térmicas são utilizadas nos locais onde é
necessária uma grande capacidade de armazenagem térmica.
2
O Instituto Fraunhofer ISE está desenvolvendo o demonstrador
de um conversor de corrente compacto e de alta qualidade.
4
O transporte de energia no supergrid também oferece um
potencial de otimização.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 87
Foto: Divulgação
2
Foto 3: SOITEC Solar GmbH
1
está estudando, entre outras coisas, um acumulador
de calor latente com um permutador de calor em
rosca. Com essa tecnologia, a capacidade de armazenagem e a superfície permutadora de calor podem
ser desvinculadas, já que o sal utilizado como meio
de armazenagem é deslocado por congelamento e
derretimento. Outros conceitos dos pesquisadores
de Freiburg têm como objetivo utilizar sais tanto
como meio de armazenagem quanto como meio de
transferência de calor.
O acumulador pode, então, ser composto por dois
tanques separados ou, para economizar material de
armazenagem e de construção, por um único tanque com corpos de enchimento no qual fusões salinas quentes e frias são colocadas em camadas. A
fim de se avaliar o potencial de um acumulador de
estratificação como esse, um protótipo está sendo
estudado experimentalmente. A interação corrosiva
dos sais quentes com diferentes aços também está
sendo analisada.
e consumidor aumentam as perdas na transmissão
e nos custos da rede inteira.
Por isso, é mais eficaz reunir inicialmente a energia vinda de várias usinas em uma rede local de corrente contínua de média tensão e, eventualmente,
armazená-la em baterias. Em seguida, uma rede de
alta tensão é alimentada em um local central pela
energia elétrica para que esta seja transportada para
outros locais. Nessas interfaces, uma eletrônica de
potência de alta eficiência desempenha um importante papel.
O Instituto Fraunhofer ISE está desenvolvendo o
demonstrador de um conversor de corrente (DC/
DC) compacto e de alta qualidade. O uso de um
novo semicondutor de carbeto de silício (SiC) possibilita um sistema eletrônico de potência com uma
tensão de bloqueio acima de 10 KV e baixa energia
comutada, o que torna possível também uma ligação
direta com a rede de distribuição de média tensão.
Foto: Neoenergia - Shirley Stolze
Foto: SOITEC Solar GmbH
A capacidade solar fotovoltaica é uma fonte alternativa que começa a despertar interesse no
Brasil, a exemplo do que já vem ocorrendo em
centenas de países. Segundo um relatório da United Nations Environment Programme (UNEP)
Collaborating Centre for Climate and Sustainable
Energy Finance, a geração solar no mundo ultrapassou aquela produzida pela força dos ventos
(eólica) para se tornar uma das preferências dos
investidores globais já em 2011.
No Brasil, um sistema solar fotovoltaico com
capacidade de geração de 400 KWp - medida específica de geração de energia solar - começou a
operar em abril de 2012 na cobertura e nos estacionamentos do Estádio Governador Roberto Santos (o Pituaçu), em Salvador (BA). Ele se tornou
o primeiro “estádio solar” da América Latina. O
custo foi de R$ 5,5 milhões, mas garante uma economia anual equivalente a R$ 200 mil em gastos
com energia elétrica.
O projeto, da Companhia de Eletricidade do Estado da Bahia (Coelba) e do governo do Estado,
teve apoio institucional do Instituto Ideal, apoio
O Supergrid
Menos perdas em redes de corrente
contínua
O transporte de energia no supergrid também
oferece um potencial de otimização. Grandes usinas regeneradoras ou agrupamentos regionais de
usinas frequentemente estão espalhados por grandes áreas, e vários conversores eletrônicos de potência estão distribuídos por toda a rede. Em um
sistema energético como esse, o ideal é que nem
toda usina alimente a rede com eletricidade cogerada e que os conversores sejam os mais eficientes
possíveis. Pois a cada interface entre gerador, rede
88 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
O Projeto “Supergrid” da Sociedade Fraunhofer é
coordenado pelo Instituto Fraunhofer de Sistemas
de Energia Solar ISE. O objetivo é desenvolver tecnologias-chave para as interfaces entre a geração e
a alimentação da rede e otimizá-las com uma abordagem integrada e baseada na teoria de sistemas.
Outros parceiros do projeto são os Institutos Fraunhofer de Optoeletrônica, Engenharia de Sistemas e
Interpretação de Imagens (IOSB), de Mecânica dos
Materiais (IWM), de Sistemas Integrados e Tecnologia de Componentes (IISB) e de Pesquisas em Sistemas e Inovação (ISI).
O Mineirão, em Belo Horizonte (MG), que recebeu
seis jogos da Copa do Mundo, também possui sistema
semelhante ao do Pituaçu.
Foto: Cemig
Energia solar entra em campo
Pituaçu, em Salvador (BA), é o primeiro “estádio solar”
da América Latina.
técnico da Cooperação Alemã para o Desenvolvimento Sustentável, por meio da Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ),
e coordenação da Universidade Federal de Santa
Catarina (UFSC). O trabalho de consultoria técnica no Estádio Pituaçu recebeu verbas em torno
de 60 mil euros do Programa de Energias Renováveis da GIZ, encargado pelo Ministério Federal
da Cooperação Económica e do Desenvolvimento.
Para a instalação do sistema, a Coelba contratou o
consórcio formado pela alemã Gehrlicher e a brasileira Ecoluz.
O Mineirão, em Belo Horizonte (MG), que recebeu seis jogos da Copa do Mundo, também possui
sistema semelhante ao do Pituaçu. As 6 mil placas
de silício captam a energia do sol e a transformam
em energia elétrica para abastecer cerca de 1,2 mil
residências de médio porte ao seu redor. A chamada Usina Solar Fotovoltaica (USF) do Mineirão
tem uma potência instalada de 1,42 MWp. A Arena
Pernambuco, que também recebeu jogos da Copa,
tem o mesmo sistema, mas ele está localizado a 500
metros do estádio.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 89
Os cientistas do Centro TUM para a Construção
Sustentável querem, sob a liderança do professor
Werner Lang, testar o sistema de gestão de energia
na residência de pesquisa. Uma particularidade é
o fato de o projeto também incluir um automóvel
elétrico. O sistema fotovoltaico da casa gera energia
elétrica; uma parte dessa energia será imediatamente
utilizada para alimentar o veículo elétrico e outros
aparelhos movidos a eletricidade. O excedente energético será utilizado por uma bomba de calor para
gerar energia térmica, que poderá ser armazenada e
utilizada para o processo de aquecimento.
O perfil de utilização deverá ser observado
ao longo de um ano
Viver na casa do futuro
TUM constrói edifício armazenador
de energia em Hallbergmoos
90 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Uma casa que produz energia e a gera de forma
inteligente soa muito bem. Mas como será o dia a
dia de uma família que vive em um ambiente desse
tipo? É o que os cientistas da Universidade Técnica
de Munique (TUM) querem descobrir, a partir da
construção de um edifício para pesquisa, em Hallbergmoos.
Sobre o telhado plano do edifício está instalado
um sistema fotovoltaico; em frente à entrada há um
veículo elétrico a ser carregado. A casa “Energia
Mais”, em Hallbergmoos, só existe, por enquanto,
em imagens virtuais e planos de construção. Mas,
em janeiro de 2015, os 140 metros quadrados da
casa já deverão ser habitados por uma família. O
plano arquitetônico inclui cinco aposentos, cozinha, banheiro e WC social, um terraço e um jardim.
O sistema inteligente reconhece a forma mais rentável de utilização de energia. “Isso significa que,
por exemplo, a máquina de lavar roupa só será ligada quando o veículo elétrico estiver carregado e a
energia máxima do sistema fotovoltaico estiver disponível”, explica o engenheiro Michael Huith.
Ou seja, o sistema de gestão de energia determina
a utilização ideal da energia elétrica produzida pela
casa. É claro que, em última análise, serão os habitantes que decidirão quando utilizar determinados
aparelhos ou carregar o veículo elétrico. E é exatamente esse comportamento (perfil de utilização) que
os cientistas querem observar ao longo de um ano.
Em janeiro de 2015, os 140
m2 da casa já deverão ser
habitados por uma família.
Fotos: TUM/ Uli Benz
Tendência
A casa terá 5 aposentos, cozinha,
banheiro e WC social, um terraço e
um jardim.
Assim, a partir de janeiro de 2015, o modelo de
investigação será habitado por uma família. “Queremos testar se o sistema também será aceito pelos
habitantes”, afirma Huith. “Para nós, é importante
observar se o conforto habitacional será afetado e
até que ponto as pessoas estão dispostas a fazer pequenas adaptações ao seu estilo de vida”.
Representação da casa Energia Mais,
em Hallbergmoos.
setembro 2014 | revista engenharia brasil alemanha | 91
Vista do jardim da casa Energia Mais.
#
120 dados de medição. Entre eles estão incluídos os
valores de temperatura ambiente, de umidade do ar,
de transferência térmica entre o espaço interior e
exterior ou de radiação solar. É claro que os pesquisadores darão a máxima atenção à proteção de dados, não divulgando quaisquer informações sobre o
comportamento de consumo energético da família.
Com base nisto, por exemplo, poderiam ser interpretados períodos em que a família está de férias.
Para a comunicação entre a casa e o veículo elétrico será utilizado um sistema de gestão de energia
central. Isso significa que este programa determina,
com base em informações disponibilizadas e em
prioridades definidas, quais aparelhos deverão ser
alimentados com energia.
enteFaz
PROJETOS QUE FORTALECEM A MATRIZ ENERGÉTICA
E TORNAM CIDADES MAIS PRODUTIVAS.
Todo empreendimento da AG tem o poder de transformar vidas
e escrever novas histórias. A gente constrói usinas eólicas,
hidrelétricas, térmicas e nucleares para produzir mais energia,
abastecer as cidades e contribuir para o crescimento do país.
E, claro, levar conforto e qualidade de vida para o seu dia a dia.
Para nós, todo projeto sempre começa e termina com o mesmo
objetivo: fazer a diferença na vida das pessoas.
Serão registrados 120 dados de medição
No início do projeto, os habitantes da casa estarão
fortemente motivados a utilizar o sistema da melhor
forma possível e, portanto, a economizar energia.
Mas, com o passar do tempo, essa predisposição
poderá diminuir. Vejamos um exemplo: o motorista do veículo elétrico deseja utilizá-lo num certo
momento e, por isso, não aguarda o nível ideal de
carregamento do veículo determinado pelo sistema
de gestão de energia. Isso significa que a energia da
rede elétrica voltará a ser fornecida. O objetivo do
projeto é aperfeiçoar o sistema de modo a não limitar o conforto e, ainda assim, economizar energia.
A família não será perturbada ao longo destas pesquisas. Será efetuado o registro digital de cerca de
“Mercado de energia” permite uma utilização eficiente
ANÚNCIO
Contudo, os cientistas já estão trabalhando em um
sistema descentralizado, que deverá funcionar como
um “mercado”. Os aparelhos dos diferentes fabricantes
comunicam-se entre si numa plataforma virtual. Eles
têm determinadas demandas e ofertas, que serão então satisfeitas ou adiadas com base em configurações
prévias. Por exemplo, a prioridade máxima poderá ser
a de nunca deixar a temperatura ambiente cair abaixo
de 21 graus. A máquina de lavar roupa perderia a prioridade em relação ao aquecimento. Mas, nesse contexto, também poderão ser levados em consideração os
sistemas de tarifas de energia variáveis.
Sobre o projeto
A casa “Energia Mais”, em Hallbergmoos,
faz parte do projeto de pesquisa “e.MOBILie
– Mobilidade Elétrica Energeticamente
Autossuficiente em Smart-Micro-Grid”,
em colaboração com os construtores Dynahaus, BMW AG e SMA Solar Technology
AG. O Centro para Construção Sustentável
faz parte do programa prioritário da TUM.
Energy, iniciativa de pesquisa da Escola de
Engenharia de Munique.
andradegutierrez.com
92 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
Investimentos em infraestrutura
VDI-Brasil
VDI-Brasil em sintonia com as
tendências tecnológicas
Ser engenheiro é muito mais do que exercer uma
profissão. É a arte e a ciência de adquirir, aplicar e
transformar conhecimentos matemáticos, técnicos
e científicos em utilidades para a sociedade. A engenharia possibilita, assim, o avanço da nação a partir
de criações que fazem a diferença, seja no setor automotivo, de saúde, civil, energético, entre outros.
Neste universo, a VDI-Brasil (Associação de Engenheiros Brasil-Alemanha) vem, ano a ano, deixando
a sua marca de propagadora de novas tecnologias.
Além de agir como interlocutora de tendências tecnológicas entre o Brasil e a Alemanha, tendo como
foco as empresas e engenheiros no Brasil, contribui
também para o desenvolvimento e sucesso profissional dos engenheiros.
Uma luz em direção ao sucesso
A VDI é reconhecida mundialmente e conta com
mais de 153 mil associados na Alemanha. No Brasil, em parceria com a Câmara Brasil-Alemanha e
com um alcance de mais de 100 mil engenheiros, a
organização possibilita o acesso às mais novas tecnologias alemãs. Além de contribuir com o aperfeiçoamento profissional do engenheiro, traz também
temas voltados à formação gerencial e possibilidades de networking, um importante ingrediente no
mundo corporativo atual.
Para fomentar o conhecimento e expertise do
engenheiro no Brasil, a Associação oferece várias
atividades. Dentre elas, destacam-se: Simpósios Internacionais para Cooperação Tecnológica; Dia da
Engenharia Alemã com tema técnico atual; Information Days em renomadas universidades brasileiras; Cursos focados no desenvolvimento profissional; Visitas técnicas a empresas com tecnologia de
ponta e Canais de Comunicação como estratégia de
troca de informação e conhecimento.
94 | revista engenharia brasil alemanha | setembro 2014
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acesso ao site da VDI-Brasil
Engenheiro, siga nesta escalada
rumo ao sucesso!
www.vdibrasil.com
Uma rede de parceiros: a janela para o
mundo
Um dos pontos fortes da VDI-Brasil é a sua rede de
parceiros, que possibilita e fortalece a realização das
atividades. Buscando ampliar ainda mais essa rede
no País, a Associação iniciou, em 2012, a expansão
de eventos e ações para o interior de São Paulo e
Rio de Janeiro. Em 2013, estabeleceu um acordo de
cooperação com uma vasta agenda de atividades
em Santa Catarina. Está nos planos da VDI-Brasil
chegar também a outros estados.
De olhos bem abertos para as tendências
Em 2013, a VDI-Brasil apresentou novidades que
têm como objetivo beneficiar os engenheiros e futuros profissionais da área, a fim de potencializar
e incentivar o sucesso profissional. Entre as ações,
destacam-se: Campanha +ProPro - Mais Produtividade na Produção (maispropro.com.br) e Emprego
E2 VDI: uma plataforma de emprego de engenheiros para engenheiros (empregos.vdibrasil.com).
Engenheiro: o sucesso começa aqui!
A VDI-Brasil abre as portas a todos os engenheiros, estudantes de engenharia, executivos de áreas
de liderança e interessados, para que façam parte
deste universo rumo ao conhecimento tecnológico
e ao sucesso profissional. Ser associado VDI significa, entre outros, estar à frente das principais tecnologias e tendências do setor, além de desfrutar de
benefícios e redes de contatos com líderes da indústria, ciência, pesquisa e tecnologia (www.vdibrasil.
com/cadastro).
Venha você também fazer parte desta grande família. Associe-se!
A VDI-Brasil (Associação de Engenheiros Brasil-Alemanha) é um competente
centro para esclarecimento de dúvidas tecnológicas e incentiva a transferência
de tecnologia entre o Brasil e a Alemanha.
6ª edição
Dia da Engenharia Alemã
O Dia da Engenharia Alemã, tradicional evento da VDI-Brasil, tem como objetivo evidenciar a contribuição
da indústria alemã para o progresso econômico e tecnológico brasileiro. Este ano, em sua 6ª edição,
abordará o tema: Energia 2030 - Tendências e Tecnologias do Amanhã
Programação
13h30 Credenciamento
14h00 Abertura Solene
Christian Müller, Presidente da VDI-Brasil
14h10 Saudações
Thomas Schmall, Presidente da Câmara
Brasil-Alemanha
Murilo Celso de Campos Pinheiro, Presidente da
Federação Nacional dos Engenheiros (FNE)
Marcio Zimmermann, Secretário Executivo do
Ministério de Minas e Energia (MME)
Friedrich Däuble, Consul Geral da Alemanha no Brasil
14h50 Diversas facetas da Itaipu
Jorge Samek, Diretor Geral Brasileiro da Itaipu
Binacional
15h20 Da Alemanha para o Brasil
Roel van der Stok, Diretor Executivo de Operações da
Concessionária E.ON
16 de outubro de 2014
das 13:30 às 19:30
www.ddea.com.br (Inscrições)
15h50 Coffee-break
16h10 Mesa redonda – Perspectivas Energéticas para
o Brasil
Moderador:
Ralph Lima Terra, Vice-presidente Executivo da ABDIB
Debatedores:
Wilson Ferreira Júnior, Presidente da CPFL Energia
Paulo Ricardo Stark, Presidente e CEO da Siemens Ltda.
Othon Luiz Pinheiro da Silva, Presidente da Eletrobras
Eletronuclear
José C. Carvalho Neto, Presidente da Eletrobras
Benedicto B. da Silva Júnior, Presidente da Odebrecht
Infraestrutura (tbc)
18h25 Encerramento
Christian Müller, Presidente da VDI-Brasil
18h30 Coquetel de Encerramento
Club Transatlântico - R. José Guerra, 130 - São Paulo
(11) 5180-2316 (Informações)
Organização:
Patrocinador Diamante:
[email protected]
Apoio:
Patrocinadores Ouro: